30Июл

Рулевая рейка принцип работы: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Содержание

РУЛЕВАЯ РЕЙКА: типы, устройство, принцип работы

Рулевая рейка – важный элемент устройства автомобиля. Он обеспечивает синхронный поворот передних колес вслед за поворотом руля водителем. Другими словами – это элемент, который передает угол поворота руля на колеса в нужную сторону. Знать устройство и принцип работы необходимо каждому водителю, так как в случае неисправности в работе этого элемента под угрозу может быть поставлена безопасность водителя и пассажиров.

Типы, схемы и устройства рулевых реек

Основные детали рулевого управления:

  1. Руль. При помощи этого устройства водитель задает угол поворота автомобиля.
  2. Вал руля. Он представляет собой стержень, который с одной стороны крепится к рулю, а с другой – к рулевой рейке.
  3. Непосредственно рулевая рейка. Она представляет собой своего рода узел, к которому крепится шестерня. С ее помощью передается движение руля.
  4. Рулевые тяги – стержневидные детали, имеющие резьбу. Они крепятся к рулевым наконечникам и являются одним из последних звеньев, передающих поворот на колеса.
  5. Ну и, собственно, сами наконечники.

В зависимости от того, каким образом поставлен принцип реализации работы рулевой рейки, различают три основных вида такого механизма. Основное их различие в устройстве и принципе действия. У современных автомобилей встречаются следующие виды.

Механическая

По сути механическая рулевая рейка представляет собой простейший механизм, все вариации в котором происходят только благодаря физической силе водителя. Однако ошибочно думать, что при такой реализации водителю будет необходимо прикладывать слишком много физической силы – эту проблему можно решить благодаря переменному передаточному числу. Его особенность в том, что количество зубьев варьируется при переходе от центра к краям. Эта особенность помогает избавиться от слишком больших поворотов на скорости, в то же время физически облегчает поворот руля при медленном движении, или когда автомобиль стоит.

Гидравлическая (ГУР)

Отличие рулевой рейки с гидроусилителем (ГУР) от предыдущей заключается в том, что ГУР облегчает поворот руля. Достигается это следующим образом: в самом гидроусилителе есть масло. Оно, под давлением насоса ГУР, увеличивает усилие во время поворота и облегчает водителю сам физический процесс.

Основное преимущество такого вида механизма не только в том, что водитель меньше устает физически, но и в повышенной безопасности движения. Последняя достигается тем, что ГУР возьмет на себя нагрузку при попадании колеса в яму и руль среагирует на это более плавно. С другой же стороны, ГУР снижает чувствительность автомобиля водителем, что может привести к непредвиденным маневрам. Тем не менее, именно такой вид механизма чаще всего используется в современных автомобилях.

Электрическая (ЭУР)

Устройство электрической рулевой рейки отличается от ГУРа тем, что усилителем в данной системе является электромотор. Он может быть встроенным в колонку руля, располагаться на рулевом валу либо быть совмещенным с самой рейкой. Первый вариант наиболее опасен, так как может привести к полной блокировке руля. Поэтому на дорогих автомобилях используется третий вариант размещения электрического усилителя.

Данный тип обладает рядом преимуществ, таких как:

  • высокий коэффициент полезного действия;
  • экономия топлива;
  • высокая надежность и безопасность при движении;
  • проста обслуживании;
  • независимость работы механизма от погодных условий и окружающей среды.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы рулевой рейки с ГУР. При повороте рулевого колеса в какую-либо строноу, усилие, прилагаемое водителем, проходит к шестерне. Сама шестерня состоит из множества зубчиков, которые передают момент поворота непосредственно на рейку руля. Последняя под этим действием перемещается влево или вправо. Также с ней перемещается и тяга, поворачивающая ступицу. На последней и крепится колесо. В результате этого получается синхронный поворот обеих колес автомобиля.

Если рейка дополнительно укомплектована усилителем гидравлическим или электрическим, то естественно сила на рейку будет увеличиваться. Ниже на видео подробно о рулевых рейках с ГУРом.

Преимущества и недостатки

Рейки руля сегодняшних автомобилей чаще всего оснащены усилителями: гидравлическим или электрическим. Но это не лишает их полностью всех «минусов».  Но сначала о «плюсах».

Основные преимущества:

  1. Простая конструкция и малые габариты и вес.
  2. Простота в обслуживании.
  3. Хорошая послушность при управлении.

Недостатки:

  1. Передает удары от неровного дорожного покрытия на руль, хоть устройства с ГУР смягчают эти удары.
  2. При выработке появляются люфты, создавая стук и шум.

Основные неисправности

После долгой эксплуатации рулевая рейка может работать некорректно. При этом могут возникать следующие признаки неисправности:

  1. Колесо стучит при поворотном маневре – часто это вызвано износом рулевых наконечников.
  2. Возникает люфт между рейкой и приводной шестерней.
  3. Усложняется процесс контроля автомобиля.
  4. Деформация кожуха (пыльника).
  5. Поломка зубов.
  6. Руль вращается произвольно.

Полезные советы

Во избежание полной поломки механизма и сохранении безопасности водителя и пассажиров проводится соответствующая диагностика. В принципе, проверка должна быть пройдена при малейшем изменении в работе, либо после того, как автомобиль преодолеет соответствующий пробег.

Некоторые действия водитель может выполнить самостоятельно. Так, например, можно проверить пыльник и при необходимости очистить или заменить его. Время от времени следует менять сальники, так как он часто подвергается износу в следствие механической нагрузки.

Чаще же всего необходимо подтянуть рейку, чтобы избавиться от неисправностей. Для этого используется регулировочный болт, который подтягивается специальным ключом до необходимого состояния.

Иногда, в случае неисправности лучше обратиться на СТО или в сервисный центр. Ведь знающему человеку лучше известна конструкция автомобиля, а это значит, что он может выполнить свою работу более качественно.

Рулевая рейка – одна из важных частей автомобиля. Несмотря на то, что ее конструкция неизбежно меняется из-за технического прогресса, основной принцип действия пока остается одним и тем же. Автолюбителям настоятельно рекомендуется следить за ее состоянием, так как это не только продлит срок ее службы, но и сделает вождение более безопасным.

Как устроена рулевая рейка и принцип её работы

Ни одна современная легковая машина не обходится без системы управления. Причём в большинстве случаев речь идёт именно о рулевых рейках, которые играют ключевую роль в этом вопросе. Рулевая рейка (РР) представляет собой узел, который позволяет преобразовывать движение руля в отклонение по горизонтальной плоскости передних колёс автотранспортного средства. Фактически за счёт этого устройства мы получаем возможность с помощью небольшого рулевого колеса управлять внушительным авто.

Первые образцы рулевых реек имели предельно простую конструкцию. В её состав входила шестерня, которая устанавливалась на рулевой вал, а также рейки и рулевые тяги, сопряжённые с шестернёй. Но постепенно конструкция улучшалась, совершенствовалась и модернизировалась. Потому в настоящий момент машины могут оснащаться несколькими видами РР.

Разновидности

В общей сложности выделяют 4 разновидности устройств, которые несколько отличаются между собой принципом работы рулевой рейки. Каждый механизм применяется на множестве автомобилей, что позволяет говорить о хорошем уровне каждого из представленных вариантов.

Многие автолюбители уже прекрасно знают, что такое рулевая рейка и зачем она нужна в машине. В автомобилях это своего рода связующее звено, созданное для связи водителя с колёсами его транспортного средства. При повороте руля именно РР позволяет колёсам повернуться с таким углом и скоростью, как это необходимо водителю, чтобы развернуться или совершить какой-нибудь иной манёвр.

Что касается того, где же находится автомобильная рулевая рейка, то тут можно ответить довольно просто. Находящийся между рулевым колесом и колёсами механизм выступает в качестве преобразователя вращения вала руля в горизонтальное смещение тяг.

Интересно и то, что раньше на автомобили устанавливались исключительно червячные механизмы, на смену которым пришли рулевые рейки. Но не стоит воспринимать РР как продолжение и развитие червячных устройств. Это совершенно иное направление в разработке рулевого управления.

Впервые РР появились на автомобилях, которые выпускались ещё в 19 веке. Тогда конструкция была максимально примитивной, состоя из шестерни, размещённой на рулевом валу, а также соединённой рейкой.

Но на тот момент рейка не завоевала большой популярности. Машины начали оснащать более сложными механизмами, в числе которых был и некогда самый востребованный червячный вариант. Лишь в конце прошлого века инженеры снова обратили внимание на уже достаточно забытый реечный рулевой механизм, и снова начали использовать его в конструкциях автотранспортных средств. Вторая попытка оказалась невероятно удачной. В результате РР активно используются до сих пор, и их конструкцию продолжают развивать и совершенствовать.

Стараниями инженеров и конструкторов мы получили 4 разновидности рулевых реечных механизмов. А именно:

  • механические;
  • электрические;
  • гидравлические;
  • электрогидравлические.

Каждый из вариантов исполнения устройства заслуживает отдельного внимания и более детального рассмотрения.

Механические

Если говорить о схемах рулевых реек, то именно у механических устройств она самая простая. Но при этом механические РР наиболее универсальные, что позволяет устанавливать их на автотранспортные средства с передним и задним типом привода.

Повороты колёс, связанных с системой рулевого управления, осуществляются за счёт прикладываемой водителем физической силы. Одной из особенностей системы механического типа является то, что здесь используется переменное передаточное число. Это означает, что шаг зубцов меняется в направлении от середины к краям.

На практике это выглядит следующим образом. Когда машина движется на высокой скорости, углы поворота становятся минимальными. От этого создаётся эффект тяжёлого рулевого колеса, что обусловлено именно большим передаточным числом. Когда же автотранспортное средство паркуется, то есть скорость минимальная, а руль приходится выворачивать до крайнего положения, передаточное число уменьшается, и от этого руль удаётся с относительной лёгкостью повернуть, не прикладывая большие физические усилия. Эта особенность позволяет компенсировать недостаток в виде отсутствия усилителя.

Схема механической системы рулевой рейки включает в себя несколько основных компонентов. Среди них следует выделить такие:

  • картер, изготовленный из алюминия. В нём предусмотрена специальная полость, где располагается гофрированная защита, которая предотвращает механизм от повреждения и преждевременного износа;
  • шестерня или зубчатое колесо привода. Она располагается внутри корпуса рулевого механизма, и удерживается там с помощью специального надёжного подшипника. Он всё равно может выходить из строя и требовать замены, но на практике подшипник служит достаточно долго и эффективно;
  • пружина. Её задача заключается в том, чтобы плотно прижать рулевую рейку по отношению к шестерне. Это позволяет создавать максимально плотное сцепление зубьев;
  • втулка, предусмотренная для шарнира тяги. Она осуществляет свою работу в определённом заданном инженерами интервале, а также обеспечивает нужный ход для механической рулевой рейки автомобиля.

Несмотря на свою простоту и надёжность, механические узлы постепенно уходят в прошлое.

Электрические

Теперь следует рассмотреть, как работают рулевые рейки уже электрического типа. Тут речь идёт про устройство рулевой рейки, оснащённой специальным рулевым электроусилителем или просто ЭУР.

У ЭУРа есть свои особенности конструкции и работы. Основной принцип функционирования устройства заключается в наличии электрического двигателя. Этот электромотор позволяет с максимальной точностью передавать усилие, с которым водитель воздействует на рулевое колесо.

В зависимости от конструктивных особенностей и исполнения устройства, электроусилители устанавливают в автомобилях на рулевой вал, либо же интегрируют в рейку. Есть также возможность встроить электродвигатель в рулевую колонку, но этот вариант считается самым опасным, несмотря на наименьшую стоимость реализации конструкции. Если электромотор разместить внутри рулевой колонки автомобиля, при его поломке машина фактически станет неуправляемой. Последствия подобной неисправности, которая может произойти прямо во время движения авто, представить не сложно. Водитель потеряет управление, не сможет подавать команды передним колёсам. Подобная неисправность встречалась на ЭУР, которые устанавливались на первое поколение автомобиля Lada Priora. Машины первых лет выпуска славились низким уровнем надёжности электроусилителей рулевого управления.

А вот схема интегрирования с рейкой позиционируется как самая безопасная. Её применяют на автотранспортных средствах высокого класса. Во многом это обусловлено стоимостью реализации схемы.

Несмотря на определённые недостатки электроусилителей, которые характерны в большей степени только при одном варианте их размещения, электрические РР обладают широким перечнем преимуществ:

  • ЭУР позволил добиться отличных показателей коэффициента полезного действия;
  • хотя в конструкции используется электродвигатель, система всё равно получилась более чем простой;
  • весь узел не занимает много места, что позволяет говорить о компактности решения и выделять это качество как одно из преимуществ;
  • электрические рейки не боятся изменений погодных условий. Потому они одинаково эффективно работает при сильной жаре и при заморозках;
  • важной особенностью и преимуществом можно назвать факт отсутствия в узле каких-либо рабочих жидкостей. Это позволяет исключать проведение разных работ по их замене, не нужно контролировать утечки и пр.;
  • конструкция не предусматривает использования трубок, прокладок, сальников и прочих элементов, которые можно считать слабым или уязвимым местом системы. Такая особенность выделяет ещё один важный плюс в виде высокого уровня надёжности;
  • рулевая рейка электрического типа, оснащённая электромотором в качестве усилителя, расходует минимум энергии. Это обусловлено тем, что электромотор включается в работу лишь тогда, когда водитель поворачивает руль. При передвижении на высокой скорости электродвигатель также отключается;
  • некоторые воспринимают ЭУР как что-то дорогое и сложное. Но практика говорит об обратном. Устройство получилось надёжным и доступным по цене. При необходимости, если двигатель всё же выйдет из строя, на покупку нового электромотора тратить большие деньги не придётся. ЭУР относится к относительно недорогим устройствам;
  • приятным бонусом ко всем перечисленным ранее преимуществам станет факт быстрого возврата рулевого колеса в его нейтральное положение.

Объективно электрические рулевые рейки обладают солидным перечнем преимуществ. При этом выделить какие-то явные недостатки, если не говорить об электромоторах, интегрированных в рулевую колонку, сложно.

Гидравлические

Эти рулевые рейки считаются главными конкурентами электрических систем. Но если посмотреть, как устроены рулевые рейки гидравлического типа, ничего общего с конкурентами вы не увидите.

Принцип работы гидроусилителя или ГУР основывается именно на использовании гидравлической жидкости. С её помощью передаётся усилие, прикладываемое водителю к рулевому колесу. Это позволяет создать достаточно лёгкое и точное управление транспортным средством.

За счёт использования гидравлической системы, неровности на дорогах и проезды по ямах на так сильно ощущаются и передаются на рулевое колесо. То есть водитель меньше ощущает все прелести отечественных автодорог. Это объясняется особенностью конструкции гидравлической рулевой рейки, где все удары гасятся за счёт работы гидроусилителя.

Но при этом высокое давление гидравлической жидкости, которое возникает непосредственно в момент удара, негативно сказывается на состоянии и работоспособности всего рулевого узла.

Если в случае с ЭУР выделяли внушительный список достоинств системы, то здесь в основном акцентируют внимание на имеющихся недостатках. ГУР действительно имеет ряд минусов, среди которых выделяют наиболее значительные.

  • уровень информативности руля весьма низкий, если сравнивать с электрическим аналогом рулевой рейки;
  • отсутствует качественная и достаточно хорошая обратная связь у руля;
  • работа системы основывается на создании высокого давления, из-за чего страдает надёжность гидроусилителя;
  • в конструкции с гидроусилителем применяются различные сальники, трубки и уплотнители. Это слабые места гидравлической системы. Здесь довольно часто возникает протечки, которые приходится устранять. Трубки, сальники и прокладки подлежат замене;
  • система работает постоянно. Если привести пример электроусилителя, где электромотор включается исключительно по мере необходимости, в случае с гидроусилителем всё иначе. Насос работает постоянно, то есть непрерывно обеспечивает циркуляцию рабочей жидкости по системе. Это происходит даже в ситуациях, когда двигатель запущен, но машина стоит неподвижно. Такая особенность работы негативно сказывается на состоянии. Система быстрее изнашивается и требует ремонта, либо замены;
  • гидравлические типы рулевых реек чаще требуют ремонта, нежели электрические. Плюс автовладельцу приходится заниматься такими мероприятиями как замена гидравлической жидкости. Процедура не самая тяжёлая, но всё же накладывает дополнительные обязанности и хлопоты.

Такой обширный перечень недостатков привёл к тому, что на легковых автомобилях ГУР применяется редко. Зато гидроусилители стали наиболее эффективным решением при создании системы управления на грузовиках и большегрузных машинах. Рулевые рейки гидравлического типа, где применяется гидроусилитель, позволяет передавать более высокое усилие. Электродвигатель в этом компоненте справляется с передачей усилия на грузовых авто значительно хуже.

Электрогидравлические

Ознакомившись с устройством рулевых реек с гидроусилителем, а также изучив слабые стороны ГУР и достоинства ЭУР, никого не удивит появление гибридной системы рулевого управления.

Примерно понимая, как устроена рулевая рейка, эксплуатируемая с гидроусилителем и электроусилителем, можно также понять и суть электрогидравлической системы.

Фактически появление электрогидравлической рейки стало логическим продолжением обычной классической гидравлики. Как и в случае с ГУР, основным рабочим компонентом узла остаётся гидравлическая жидкость, перекачивая насосом. Вопрос лишь в том, как именно приводится в движение этот насос.

В обычных гидроусилителях помпа, перекачивающая гидравлическую рабочую жидкость, функционировала от главного двигателя. В этом проявлялась одна из проблем ГУР, которая привела к появлению сразу нескольких объективных недостатков. Потому инженеры решили устранить этот недочёт, установив отдельный электродвигатель для работы насоса. Теперь ДВС из системы исключили.

Такое нововведение позволяет говорить о новом виде рулевой рейки электрогидравлического типа. Внедрение электрического мотора для работы насоса устранило недостатков в виде низкой информативности и отсутствия обратной связи.

На практике работу электрогидравлической рейки можно описать примерно следующим образом. По мере увеличения скорости движения автотранспорта электромотор создаёт меньшее давление. Это позволяет делать рулевое управление достаточно жёстким при высокой скорости, создавая более безопасные условия движения.

Признаки неисправностей

От исправного состояния системы рулевого управления напрямую зависит безопасность движения автомобилиста на своём транспортном средстве. Потому при первых же признаках неисправностей рулевой рейки следует незамедлительно принимать меры по их устранению.

Первым делом автовладельцы должны понимать, как именно определить неисправности рулевых реек. Сделать это не так сложно, если знать про характерные симптомы и признаки приближающейся поломки установленной на автомобиль рулевой рейки.

Да, точно подтвердить или опровергнуть неисправность рулевой рейки можно путём диагностики и проведения демонтажных работ. Но порой даже косвенных признаков достаточно, чтобы подтвердить диагноз.

Для начала запомните, что рулевая рейка не ломается на ровном месте, если речь не идёт о попадании в яму или ДТП. Существуют определённые признаки, указывающие на износ и приближающуюся серьёзную неисправность. Потому перед тем как проверить рулевую рейку, прислушайтесь к поведению своей машины. Она сама подскажет вам, что возникли какие-то неполадки, которые вскоре могут обернуться дорогостоящими и опасными поломками.

В зависимости от типа рулевой рейки, могут проявляться те или иные признаки. Рассмотрим основные из них:

  • если это рулевая рейка гидравлического типа, тогда неисправность можно определить по постоянному падению уровня жидкости в специальном бачке;
  • также в случае с ГУР возможно появление следов от гидравлической жидкости, которые накапливаются в пыльниках тяг;
  • управление стало заметно более чувствительным. Даже когда вы осуществляете небольшой поворот рулевого колеса, машину практически бросает из стороны в сторону;
  • поворот руля не соответствует углу, на который поворачиваются передние колёса автотранспортного средства;
  • ещё руль может не возвращаться в своё исходное центральное или нейтральное положение, либо плохо это делать, когда машина завершает манёвр и возвращается к прямолинейному движению;
  • когда рулевое колесо находится в центральном положении, усилие может пропадать. Это указывает на неисправность в системе;
  • порой автомобилисты сталкиваются с тем, что руль начинает буквально самопроизвольно вращаться. Плохой признак, указывающий на необходимость срочно заняться ремонтом;
  • когда руль вращается, усилия отсутствуют вовсе. Это потенциально указывает на выход из строя гидравлики или электромотора;
  • при езде в условиях мелких неровностей создаётся сильный стук и передаётся в руль. Но он может уменьшаться, когда рулевое колесо выворачивается в крайние положения;
  • руль полностью заклинивает, его не удаётся повернуть ни в одну из сторон;
  • управлять машиной становится практически невозможно, поскольку для любого манёвра требуется прикладывать огромное усилие.

Появление хотя бы одного из перечисленных признаков говорит о том, что с рулевым управлением возникли проблемы. Неисправность может сохраняться в виде едва заметных симптомов длительное время, либо же в один момент привести к серьёзной поломке, которая наиболее опасна именно во время движения машины.

Это говорит о том, что даже слабо проявляемые признаки проблем с рулевой рейкой игнорировать ни в коем случае нельзя. В подобных ситуациях следует обратиться в автосервис, либо же заехать в собственный гараж для самостоятельного решения образовавшейся проблемы. Порой выполнить ремонт можно своими руками. Это не так сложно, если следовать инструкциям, соблюдать рекомендации автопроизводителя, а также не забывать о технике безопасности.

Преимущества и недостатки

Если подводить общий итог по всем разновидностям рулевых реек, можно выделить несколько сильных и слабых сторон подобных систем.

К преимуществам можно отнести следующие моменты:

  • конструкции всех типов занимают мало места, они компактные и достаточно простые;
  • многие неисправности можно решить своими силами, избегая дополнительных трат на услуги автосервисов;
  • рулевые рейки с гидроусилителем, электроусилителем и обычного механического типа обладают небольшим весом;
  • при грамотной эксплуатации не требуется постоянный уход и частое обслуживание;
  • системы обеспечивают точное управление, поскольку колёса прекрасно слушаются руля;
  • стоимость всех видов усилителей небольшая, а потому ремонт рулевых реек обходится сравнительно дёшево.

Но параллельно не стоит упускать тот момент, что неровности дороги могут ощутимо передаваться на руль. А это создаёт определённый дискомфорт для водителя. Также автовладельцу всё же приходится заниматься профилактическим обслуживанием, проверяя уровень жидкости, подтягивая соединения, инспектируя состояние трубок, уплотнителей и пр.

Рулевые рейки относятся к категории достаточно надёжных узлов автотранспортного средства. При этом срок службы или эксплуатационный период зависит от целого ряда фактора. А именно:

  • условия эксплуатации;
  • стиль вождения;
  • условия хранения и содержания машины;
  • качество сборки;
  • используемые детали;
  • качество проведённого ремонта;
  • наличие коррозии и ржавчины.

Если постоянно держать автомобиль в условиях повышенной влажности и сырости, свою роль сыграет процесс образования коррозии, которая с лёгкостью сможет разрушить рулевую рейку с течением времени. Также на состояние РР негативно влияет частая езда по кочкам, ямам и всевозможным неровностям. Постепенно они снижают ресурс узла, провоцируют усталость металла и в результате рейку приходится менять или частично ремонтировать.

Применительно к легковым автомобилям, именно реечные рулевые механизмы остаются наиболее востребованными и актуальными. Объясняется это простотой конструкции, малой стоимостью механизмов, а также их небольшими размерами. Пока лучшей альтернативы для категории легковых машин не предусмотрено.

Что такое рулевая рейка — устройство, принцип работы и виды | Кроссоверы и Внедорожники

Рулевая рейка – это механизм, который передает усилия с руля на тяги. Проще говоря, с помощью этого механизма осуществляется синхронный поворот колес, куда это необходимо. Принцип работы прост, но рекомендуется разобраться в нюансах, чтобы понимать, как производить ремонт. Поэтому стоит изучить взаимосвязь между рулевой рейкой и другими смежными узлами. Эта информация позволит понять, когда возникает проблема с этим узлом или со смежными. При наличии определенных навыков можно осуществить диагностику неполадки самостоятельно. Тем более, сегодня существует много приложений, которые проводят диагностику автомобиля целиком автоматически.

Устройство рулевой рейки

Это несложный механизм, который обладает следующими составляющими:

  • Руль, который находится в кабине. Используется, чтобы задать автомобилю направление движения.
  • Рулевой вал. Это металлический стержень, который оснащен специальными пазами. Они называются шлицами. С их помощью с одной стороны крепится руль, а с другой производится крепление к рулевой колонке.
  • При создании рейки используются шестерня и сама рейка. При производстве используется специальный легкий сплав повышенной прочности.
  • Рулевая тяга – это металлические стержни, у которых с одной стороны есть резьба, а с другой шарнир с резьбой.
  • Рулевой наконечник оснащен шарниром с резьбой.

Это все составляющие рулевой рейки. Правда, еще в него можно отнести демпфер. Это двухсторонний амортизатор. Его цель заключается в снижении вибрации во время движения. Таким образом, удается снизить негативное воздействие на весь механизм. Не на всех машинах он есть, но на внедорожниках его устанавливают по умолчанию. Это связано с тем, что эти машины часто передвигаются по плохим дорогам.

Принцип работы

Сегодня в большинстве случаев используется гидроусилитель руля. Поэтому стоит рассмотреть, как работает рулевая рейка с ним. Данная информация позволит понять, почему практически не приходится прикладывать усилия, чтобы крутить рулевой колесо во время движения.

Насос гидроусилителя соединяется с двигателем с помощью ремня или специальных шестерней. Он обеспечивает подачу бесперебойную подачу жидкости в распределитель. Последний находится в корпусе рулевой рейки. Его еще могут называть картером.

С помощью золотникового распределителя происходит распределение гидравлической жидкости, которая требуется для осуществления поворота. Торсион позволяет контролировать количество жидкости, которая требуется в конкретно взятом случае. Его интегрируют в разрез рулевого вала.

Когда машина стоит или движется по прямой, то рулевая рейка не двигается. Тогда масло находится в специальных емкостях, а не в распределителе. Когда колеса поворачиваются, они сопротивляются изменению направления, так как во время движения на них оказывает воздействие сразу несколько сил. Тогда закручивается торсион, каналы распределителя открываются, а жидкость подается на рулевую рейку. Масло распределяется так, чтобы облегчить ее движение. Чтобы управление автомобилем было безопасным, водитель должен внимательно следить за состоянием рулевой рейки и всех смежных узлов. В частности, если появляются масляные подтеки, требуется обратиться в СТО. Также можно попробовать выполнить ремонт самостоятельно, если есть соответствующие навыки.

Виды рулевых реек

Существует три вида рулевых реек, а именно:

  • Механическая – это наиболее простой вариант, который не оснащен дополнительными функциями. Поворот происходит только благодаря усилиям самого водителя. Если установить рейку с переменным передаточным числом, то можно облегчить труд водителя. Данная модель практически не используется, но осталась еще на некоторых старых отечественных машинах.
  • Гидравлическая считается наиболее популярной. Ее стоимость демократичная, а также необходимо прикладывать минимум усилий для поворота руля. Наличие гидроусилителя снижает физические затраты водителя во время поездки и повышает уровень безопасности на дороге. Дело в том, что при возникновении аварийной ситуации нужно действовать быстр. Когда руль легко крутится, колеса быстрее повернутся в нужную сторону. Это позволит избежать ДТП или снизить негативные последствия.
  • Электрическая считается наиболее современной. В работе используется электромотор. Он расположен в рулевой колонке, на рулевом валу или входит в комплектацию самой рейки. Способ интеграции этого усилителя зависит от самого производителя. Электрический усилитель применяют в наиболее современных машинах, что обеспечивает максимальную безопасность на дороге.

Это все существующие модели. Современные рулевые рейки стоят недорого, обладают небольшим весом и не требуют частого технического обслуживания. Точность управления довольно высокая. Поэтому водители могут заменить рулевую рейку в случае необходимости на более совершенную. Только нужно убедиться сначала, что конкретно взятый автомобиль поддерживает ее.

Неисправности и признаки

Есть несколько частых проблем, которые возникают у рулевых реек. Стоит рассмотреть их подробнее. Вот какие признаки проблем могут быть:

  • утяжеление руля в определенных положениях;
  • появление стуков;
  • вибрация рулевого колеса;
  • протекание жидкости гидроусилителя;
  • неполный возврат руля в исходное положение;
  • вращение руля не соответствует вращению колес.

Чаще всего все начинается с появления суков. Рекомендуется сразу насторожиться, потому что остальные признаки приведут к более дорогостоящему ремонту.

А теперь стоит рассмотреть основные неисправности, с которыми приходится иметь дело.

  • Появление стука возможно из-за повреждения пыльников. Тогда наконечники тяги быстро приходят в негодность, давая о себе знать стуком. Ремонт невозможен, необходимо менять их на новые.
  • Внутренний стук часто свидетельствует о наличии проблем с поршневой или с направляющими втулками. Рейку нужно разобрать, чтобы понять, в чем проблема. Рекомендуется обратиться на СТО для этого.
  • Стук также свидетельствует о выработке некоторых комплектующих. В этом случае нужно заменить их или весь механизм полностью.
  • На гидроусилителе нередко появляется течь. В этом случае требуется заменить сальники. Также стоит разобрать рейку, чтобы обнаружить причину течи. Если нет соответствующих навыков, стоит обратиться к специалистам.
  • При использовании электроусилителя руль бывает сложно повернуть. Этого говорит о необходимости замены мотора электроусилителя.
  • Когда аналогичная проблема возникает с гидроусилителем, проблема кроется в насосе.

Необходимо отличать проблему в рулевой рейке с проблемами гидроусилителя. Вот какие симптомы бывают у последнего:

  • усиление руля полностью отсутствует;
  • усиление отсутствует на холостых работах двигателя;
  • наличие посторонних шумов при включенном двигателе;
  • появление пены в рабочей жидкости.

Таким образом, не всегда нужно сразу разбирать рулевую рейку. В некоторых случаях стоит сначала ознакомиться с состоянием гидроусилителя.

Особенности обслуживания

Обслуживать рулевую рейку несложно. Это неприхотливый элемент. Однако важно периодически следить за его работоспособностью, чтобы не возникло проблем на дороге. При отсутствии должного ухода есть риск, что машина перестанет слушаться на дороге. Вот на что требуется обращать внимание:

  • проверять состояние пыльников и своевременно их менять;
  • при обнаружении дефекта нужно менять комплектующие;
  • не рекомендуется держать руль в вывернутом положении до упора более 5 секунд;
  • если рулевое колесо не возвращается в исходное положение, стоит обратиться к специалистам;
  • при начале езды необходимо поворачивать руль с минимальной амплитудой, чтобы продлить срок эксплуатации механизма;
  • зимой стоит на месте несколько раз покрутить руль на месте, чтобы проверить работоспособность.

Если нет необходимых навыков, то стоит при первых признаках появления проблемы обращаться в сервисный центр. Специалисты выполнят диагностику и скажут, все ли в порядке. Когда потребуется ремонт, они его выполнят в сжатые сроки. При этом обращение на СТО каждые 5 – 6 месяцев снизит риск появления серьезных проблем. Большинство ремонтных работ будут поверхностными и недорогими.

При выборе нового автомобиля стоит покупать электроусилитель руля. Он обеспечит плавное вращение и легкое управление. Выйдет немного дороже, чем гидравлика. Зато результат окажется лучшим.

Принцип работы рулевой рейки на автомобиле

Для современного легкового автомобиля, самая популярная система управления передними колесами, конечно реечная рулевая рейка или как его называют реечный рулевой механизм. Сейчас мы простыми словами объясним принцип работы этого механизма. Практически для каждого легкового автомобиля верно условие, что будет установлено реечное рулевое управление. Всё дело в том, что этот механизм прост и надежен.

Кроме этого, реечный механизм устанавливается без проблем на автомобиле, у которых передняя подвеска независимая.

Да и ремонт рулевой рейки в СПб не проблема, благодаря современному оборудованию, практически все агрегаты рулевого управления можно быстро отремонтировать. Да и принцип работы рулевой рейки достаточно прост. Всё основана на превращение вращательного движения в линейное.

Это крайне простое решение, позволяет при повороте руля, провернуть рулевую колонку. А она провернет рулевой вал через червячную шестерню. И в итоге шестерня вращается, перемещая рейку вправо или влево, в зависимости от того, куда необходимо водителю повернуть. Сама же река соединяется с колёсами через шкворни.

По сути достаточно просто, но при этом на порядок лучше, чем винтореечный тип.

Так как у винтореечного типа намного выше масса, при этом, для поворота колес необходимо прикладывать много усилий, а в центральном положении, появляется, так называемая мёртвая зона. Этот тип рулевого управления на сегодняшний день можно встретить только на грузовиках и больших автобусах.

Но для современного водителя, просто поворачивать руль, прикладывая чисто механические усилия, уже сложно. Поэтому был придуман специальный усилитель, который помогает обеспечить легкое вращение рулевого колеса. При этом глобально они подразделяются на два вида, гидравлическая и электрическая рулевая рейка.

ГУР установлен вдоль рулевой рейки, поршень с гидравлическим приводом и поворотным клапаном управляет поворотом колес. Для этого уменьшает давление на поршне вправо или влево.

Электроприводы заменяют постепенно ГУРы, так как электрический мотор удобнее в использовании. Но при этом руль «легкий», необходимо привыкать к нему.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

3 этапа монтажа и установки механизма

Содержание статьи

Для управления передних колес современных автомобилей используется рулевой механизм, главной частью которого является рулевая рейка. Различается три вида реек:

  • механическая;
  • электрическая;
  • гидравлическая.

Отечественные Вазовские модели в основном оснащены механическими, а импортные автомобили преимущественно гидравлическими рейками.

Механизм работы рулевой рейки

Принцип работы одинаков для всех видов рулевых реек. Поступательное вращение руля через рулевой вал передается на исполнительный шестеренчатый механизм, который обеспечивает передвижение реечного вала, имеющего специальные пазы для зацепления с ведущей шестерней. Для облегчения усилий в гидравлических рейках используется гидравлический усилитель руля, а в электрических небольшой электромотор.

Основные неисправности рулевой рейки

Определить признаки неисправности рулевой рейки достаточно легко. Внезапный отказ агрегата случается крайне редко. Если при вращении колес стучит рулевая рейка и временами слышен металлический хруст, это верный признак появившихся проблем. Течь масла в гидравлической рейке также является поводом для ремонта или замены.

Инструкция по замене рулевой рейки

Сложность производимых работ во многом зависит от типа и расположения рулевой рейки. Механические рейки обычно располагаются в верхней части моторного отсека и имеют относительно удобный доступ. Демонтаж рулевой рейки вполне возможно произвести самостоятельно на любой площадке.

Гидравлические рейки в основном расположены в нижней части между двигателем и подрамником. Доступ к рейке достаточно ограничен, работы производятся на подъемнике, эстакаде или смотровой яме. В отдельных случаях требуется снятие подрамника. В связи с определенными сложностями замену или ремонт гидравлической рейки рекомендуется производить в сервисном центре.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=Eor5a6kaJys

Рассмотрим последовательность действий, как снять рулевую рейку на автомобиле ВАЗ 2114.

Необходимые материалы и инструменты

При проведении самостоятельных работ по замене рулевой рейки потребуются:

  • съемник для снятия рулевых наконечников;
  • шестигранник №17;
  • жидкость для смазки wd-40;
  • литол;
  • слесарный набор ключей и головок;
  • молоток;
  • зубило;
  • ветошь.

Демонтаж рулевой рейки

Алгоритм снятия рулевой рейки производится следующим образом:

  1. Автомобиль устанавливается на ровной площадке с твердым покрытием. Фиксируется стояночный тормоз и под задние колеса устанавливаются противооткатные упоры. Блокируется рулевое колесо. Снимается минусовая клемма аккумулятора.
  2. Домкратом поднимается передняя часть автомобиля и устанавливается на подставки. Снимаются передние колеса для обеспечения доступа к рулевым тягам.
  3. Гайки наконечников обрабатываются wd-40 и откручиваются. Используя съемник, извлекаются пальцы наконечников из гнезд амортизаторных стоек.
  4. В салоне откручивается и извлекается стопорный болт на карданном сочленении.
  5. Для удобного доступа к рейке демонтируется абсорбер.
  6. Откручиваются и удаляются гайки крепления рулевой рейки.
  7. Сняв рейку с крепежных шпилек, разъединяется шлицевое соединение рулевого вала и исполнительного механизма.
  8. Рейка извлекается из подкапотного отсека.

Установка рулевой рейки

Перед установкой следует снять боковые заглушки на новой рейке и наполнить отверстия литолом. Установить на рейку рулевые тяги с наконечниками. При монтаже рулевой рейки потребуется помощь второго человека для установки шлицевого соединения. Разжать шлицевой хомут можно, воспользовавшись зубилом.

Установленная на шпильки рейка крепится гайками. Наконечники устанавливаются в гнезда и фиксируются. Устанавливаются колеса, автомобиль снимается с подставок.

После монтажа новой рейки необходимо на стенде геометрии проверить и установить параметры схождения колес.

Проверка работоспособности

Для тех, кто не знает, как проверить рулевую рейку, установленную на автомобиль, посоветуем обратить внимание на следующие моменты:

  • при вращении руля должны отсутствовать посторонние звуки, скрежет или стук;
  • отсутствовать чрезмерное прилагаемое усилие во время движения;
  • руль должен быстро возвращаться в исходное положение при выходе автомобиля из виража.

Резюме

Безопасное управление автомобилем напрямую связано с техническим состоянием рулевой рейки. Своевременная диагностика и устранение неисправности в рулевом агрегате позволит избежать крупных неприятностей во время поездки.

Пожалуйста, оцените этот материал!

Загрузка...

Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!

Электроусилитель руля: принцип работы, устройство, недостатки

Усилитель рулевого управления необходим для того, чтобы водителю было легче вращать рулевое колесо во время движения. Электроусилитель руля компенсирует приложенные усилия, создавая дополнительный момент, что дает возможно вращать руль, стоя на месте.

Несмотря на то что в большинстве нынешних машин стоит гидравлический усилитель, чем дальше шагает автомобилестроение, тем чаще на машине можно встретить электроусилитель рулевого управления.

В сравнении с гидравлическим, устройство электрического имеет такие преимущества:

  • Простота регулировки: все делается с помощью компьютера.
  • Руль более информативен для водителя.
  • Отсутствует гидравлика как таковая, что обеспечивает высокую надежность.
  • На вращение руля затрачивается меньше энергии автомобиля, расходуется меньше топлива.

Электрический усилитель руля имеет еще одно важное преимущество перед гидравлической системой – возможность создания разных систем безопасности: курсовой устойчивости, автоматическое рулевое управление, помощник движения по полосе и др.

Теперь разберем подробнее принцип работы электроусилителя руля.

Устройство механизма

ЭУР может иметь устройство с разными вариантами компоновки:

  1. В механизме присутствует рулевая рейка, которая воспринимает усилие.
  2. Электродвигатель передает усилие на вал руля.

Наиболее часто в автомобилях применяется ЭУР с наличием рейки. Встречается конструкция механизма с параллельным приводом, в котором есть две шестерни. Классическая конструкция рейки включает в себя электрический двигатель, механическую передачу и бортовой компьютер, который управляет всем этим. Устройство технически объединяет механическую часть с электрической в едином блоке. Принцип работы электроусилителя руля основывается на работе асинхронного электрического двигателя.

Принцип работы

Внутри блока механическая передача необходима для передачи того усилия, который создает ЭУР к рейке рулевого механизма. Внутри же электрического составляющего одна шестерня передает усилие от механизма к колесу, а другая от электромотора усилителя. Устройство здесь таково, что рейка имеет специальные выступы и зубья, которые потом приводят в движение колеса машины. Если же в вашей машине используется ЭУР с параллельным приводом, что также бывает нередко, то здесь вращательный момент передается с помощью ремня и винтового механизма. Здесь все немного сложнее с технической точки зрения, но не менее надежно.

Помимо всего этого, важно отметить, что здесь присутствуют еще и электронные датчики. Устройство электроники основано на работе двух датчиков: угла поворота руля и датчике крутящего момента на валу рулевого колеса. Электроусилитель руля, помимо этого, так же использует информацию от системы АБС и от бортового компьютера. Обработав полученную информацию, система анализирует происходящее и определяет, каким способом воздействовать на руль.

Режимы работы усилителя

ЭУР может осуществлять свою работу в таких режимах:

  • Вращение рулевого колеса в обычных условиях.
  • Движение на малой скорости.
  • Подруливание на больших скоростях.
  • Поддержание руля в ровном положении.

Основываясь на данных, полученных от датчиков и вспомогательных систем, усилитель решает, насколько увеличивать крутящий момент на валу рулевой рейки. Крутящий момент передается через специальный торсион к механизму. Количество этого момента меряется, основываясь на показания датчиков, о которых мы говорили выше.

Бортовой компьютер подает к рулю определенное количество крутящего момент, так как в разной ситуации его требуется разное количество. В зависимости от необходимости, электродвигатель увеличивает или уменьшает силу тока, что отражается на усилии, прилагаемом к рулю. Из этого следует, что поворот колес осуществляется за счет суммарного усилия электродвигателя и мышечной силы человека.

Когда водитель паркуется и ему нужно повернуть колеса на месте, то электродвигатель увеличивает силу тока, увеличивая крутящий момент. Максимальный крутящий момент соответствует легкости вращения рулевого колеса. Такой режим называется обычным. Если же машина едет очень быстро и водителю необходимо лишь перестраиваться из полосы в полосу, подруливать по ходу движения, то здесь устройство не увеличивает крутящий момент, и водитель практически вручную вращает руль. Минимальное усилие электромотора на большой скорости крайне необходимо для обеспечения безопасности движения. Слишком чувствительный руль может привести к вылету в кювет.

Эксплуатация в городском режиме

Когда водитель большую часть времени ездит в городе, будет удобнее, если после поворота руль самостоятельно будет возвращаться в прямое положение. Так называемый активный возврат колес значительно упрощает вождение при интенсивном маневрировании. Если же предстоит длительное движение по прямой, то здесь поможет функция стабилизации. Она может автоматически поддерживать колеса в прямом положении – это актуально при неправильном развале-схождении колес или боковом ветре.

Нередко в электрических усилителях, специально созданных для переднеприводных автомобилей, предусмотрена программа, которая компенсирует увод машины, если были установлены приводные валы разной длины. В современных машинах электрика вовсе работает независимо от водителя – сама подруливает и возвращает колеса, помогает правильно парковаться.

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем

Устройство и принцип работы рулевой рейки с ГУР

Каждому желающему эта статья подскажет, каким является устройство рулевой рейки с гидроусилителем, а также согласно какому принципу осуществляется ее работа.

Устройство

Во всех транспортных средствах есть система управления. Состоит она из массы разных запчастей. Постоянно устройство дорабатывается. Определенные запчасти внедряются, а некоторые и убираются. Чтобы водителю было легче управлять транспортным средством, рулевой механизм оснащается гидроусилителем.

Сам механизм состоит из следующих элементов:

  • Тяги, а также наконечники. Они прикреплены к двигающимся механизмам рейки. Отвечают за то, в какую сторону повернутся колеса.
  • Планка зубчатого типа и шестеренки. Позволяют передать вращение с руля на тяги.
  • Корпус. Делается из алюминия. В нем находятся главные детали самой рейки.
  • Пружинная система. Необходимость пружин в том, чтобы помочь шестеренке плотно прилегать к рейке. Когда пружина в исправном состоянии, свободный ход руля минимальный.
  • Подшипники. Предназначены для более простого выполнения маневров рейки.
  • Ограничивающие элементы. Они определяют максимальный угол поворота руля.

Принцип действия

На самом деле, принцип работы не такой сложный, как кажется изначально. Для того чтобы повернуть рулевое колесо в сторону, помогает дополнительная сила. Суть в том, что на рулевую колонку ставятся шестеренки, а также специализированные рейки, оборудованные тягами.

Со временем начали использовать гидравлический механизм. По сути, он работает точно так, как и механический. Единственная разница заключается в том, что усилие дополняется с помощью специальной жидкости, имеющей масляную основу. В итоге водитель может просто и легко управлять машиной. Достаточно будет небольшого вращения рулем, чтобы войти в самый крутой поворот.

Гидравлический механизм рулевого управления — достаточно интересен. Чтобы полностью разобраться, что он собой представляет, следует остановиться на нем более подробно.

Гидроусилитель также делает движение более безопасным. Качество асфальта на отечественных дорогах не самое лучшее. Водитель то и дело попадет в разного рода ямы и выбоины. Наличие подобного узла позволяет их не так сильно чувствовать. Да и руль гораздо проще удерживать в момент, когда на него передаются вибрации. Если сравнить с механической рейкой, то здесь все намного хуже. Известны случаи, когда у автомобилиста рулевое колесо вырывалось из рук.

В последнее время, многие критикуют гидравлику. Делают это потому, что руль недостаточно чувствителен по мнению некоторых водителей. Трудно сказать так это или нет, ибо каждый человек по-разному чувствует дорогу и машинку. Как бы там ни было, но когда ГУР имеется в машине, ездить становится намного проще. Просто многие уже забыли, как тяжело было парковаться без него. Порой приходилось так крутить рулевое колесо, что потом не было сил продолжать езду. Особенно актуальной данная проблема была на автомобилях семейства ВАЗ, выпущенных в конце восьмидесятых, начале девяностых годов прошлого столетия.

Гидроусилитель часто сравнивают с электроприводом. Есть ли в этом смысл? Чтобы понять, нужно разобраться с тем, что это такое. Электрический привод может ставиться на колонку еще на заводе, а может монтироваться и в качестве дополнительной опции. Схема его достаточно интересная, а потому многие люди желают, дабы он был установлен в их авто. Надо признать, что механизм хорош, но имеет массу недоработок. Частенько это приводит к дорожно-транспортным происшествиям.

Первые Лады Приоры были оборудованы усилителем руля именно такого типа. В системе часто были сбои и отказы. Как итог, инженеры решили, что правильнее будет поставить гидроусилитель, что полностью себя оправдало. По сей день руль на таких машинах работает за счет того, что ему помогает масляная жидкость, циркулирующая в системе.

Дабы гидроусилитель работал исправно, за ним нужно правильно следить. Прежде всего, надо регулярно проверять уровень жидкости. Если он не держится и падает, значит нужно проверить сальники. Возможно, течь в них. Если руль повернуть тяжело, нужно выполнять полную диагностику узла.

avtoexperts.ru

Это своеобразный механизм, способный передавать усилия с руля на тяги. Грубо говоря, приспособление, которое позволяет синхронно поворачиваться колесам в сторону заданную рулем. Работает механизм достаточно просто. Необходимо понимать взаимосвязь, поворотное устройство вращает вал, от него вращения передаются на шестерню, а с последней движения передаются на зубчатую рейку. Таким образом, в зависимости от поворота руля, она двигается влево или вправо, а вместе с ней меняется и поворот рулевых тяг, которые прикреплены к поворотным кулакам.

В последнее время именно рулевой рейке, приписывается первенство среди всех систем управления.

Устройство

Как и любой механизм, данная деталь состоит из нескольких элементов. Итак:

• Цилиндр, он же картер. Деталь, в которой размещается сама зубчатая рейка. Как правило, в современных авто стали использовать легкие сплавы, такие как алюминий.

• Шестерня, часть вала «приходящего» с рулевой колонки.

• Зубчатая рейка, которая для надежного сцепления с шестерней, имеет пружину.

• Различные сальники и фиксаторы по краям, для ограничения хода.

• Не забываем о подшипниках, они предотвращают появление люфта и обеспечивают легкие «маневры» самой рейки по корпусу.

Имейте виду, что в зависимости от модификации автомобиля, устройство может дополняться некоторыми дополнительными элементами. К примеру, это могут быть гидравлические цилиндры, электромоторы со своим набором деталей.

Одним из доп. элементов, может выступать планетарный механизм. Он позволяет изменять передаточное соотношение, то есть во время движения, в зависимости от того какая скорость, «планетарка» регулирует передаточное число шестерни. Улучшается управляемость, особенно на высоких скоростях, когда резкие повороты руля, не желательны. Впервые стали применять производители БМВ.

Ныне существует три разновидности подобного управления. Об их отличиях, узнаете далее. Так вот, виды:

1. «Голая», то есть механическая рейка.

Самый простой представитель среди всего рулевого управления. Как понимаете из названия, повороты колес осуществимы только с учетом приложенной силы водителя. Но, не думайте, что в связи с отсутствием «помощников», крутить руль будет сложно. Есть модификации, где смогли внедрить сменное передаточное число. Об его особенностях говорили выше.

Принцип работы в том, что на рейки есть специальные зубья и в зависимости от того, каким образом они устроены и зависит, «тяжесть» и «легкость» поворота руля.

Например, автомобили ВАЗ «Зубила» среди отечественного сегмента, «первопроходцы», первыми применили разный шаг зубьев. То есть, от середины до краев, шаг менялся, тем самым при малых оборотах руля, к примеру, на скорости, руль становился тяжелым. А при маневрировании на ограниченных площадках, руль наоборот вращался легче, из-за меньшего передаточного числа.

2. Рулевая рейка с гидроусилителем

Основное отличие от предыдущего варианта только в том, что в дополнение к той физической силе, которую прилагает водитель, прилагается и «помощь» гидроусилителя. Обеспечивается легкость вращения руля.

К примеру, попробуйте покрутить руль механической рейки и «гидравлики» на месте, разница будет ощутима. В первом случае, «баранку» не повернуть пальцем, во втором случае, это удастся с легкостью.

Принято считать, что гидравлические помощники повышают безопасность движения, основывают такие мысли на том, что во время движения при попадании колеса в яму, именно гидроусилитель примет и «погасит» удар. В случае с «механикой», воздействие передаются на «руки» и не известно, как поведет себя водитель.

Но, это и негативная сторона, ведь значительно ухудшается чувствительность управления.

Принцип работы гидравлики достаточно прост. «Мозги» ГУРа распределяют нужное количество давления и усилия на торсион и золотник. Последние направляют и нагнетают рассчитанное «мозгами» давление. В итоге, когда руль поворачивает, через золотник мгновенно впрыскивается масло в ту зону, в которую идет поворот. После обездвиживания руля или его поворота в другую сторону, масло меняет «позицию».

3. Рейка с электроусилителем

Электрическая рейка, принцип работы аналогичен предшествующей разновидности, но вместо гидравлики, помощь оказывает электромотор. В зависимости от модификации автомобиля, его класса и стоимости, различают несколько вариантов размещения мотора. Итак:

• Встроенный непосредственно в колонку.

• Установлен на валу.

• Третий вариант подразумевает размещение на зубчатой рейке.

Третий вариант размещения по праву считается наиболее безопасным, ведь первые два подразумевают установку на валу. А в случае, выхода из строя, колеса попросту не удастся вывернуть.

Что касается ЭУР в целом, то автомобили с такими механизмами, как правило, дороже. Ведь, в отличие от второго вида, здесь нет никаких шлангов, сальников, которые предотвращали утечку жидкости. И поэтому с точки зрения надежности, они выигрывают.

Неисправности и признаки

В общем, можно выделить около пяти основных проблем, которые могут подстерегать устройство рулевой рейки.

1. Деформация картера, если повреждения окажутся серьезными, не удастся повернуть колеса.

2. Разгерметизация корпуса, то есть попадает пыль, грязь, влага и тому подобное. Как правило, после этого, рейка долго не «проживет».

3. Поломка зубьев рейки, шестеренок, «планетарки».

4. Износ деталей.

5. Потеря целостности смежных элементов рейки, например, трещина, нарушение геометрии, коррозия рулевых тяг, наконечников.

Признаки, свидетельствующие о том, что механизм в скором времени выйдет из строя или нуждается в ремонте:

• Появился стук даже на небольших кочках, который пропадает при «переносе» руля в крайнее положение.

• Пропало усилие при повороте руля.

• Произвольные вращения руля.

• Рулевое колесо перестало возвращаться в исходное положение, после поворота.

• Утечка жидкости из ГУРа, появление масляных пятен на пыльниках.

Как устроена и работает рулевая рейка

Рулевое управление почти у всех моделей современных легковых автомобилей представлено в виде рулевой рейки. Это механический узел, предназначенный для преобразования поворота руля в горизонтальное отклонение передних колес. Изначально устройство рулевой рейки не отличалось особой сложностью. В простейшем варианте это механизм, состоящий из шестерни, расположенной на рулевом валу, сопряженной с ней рейки и рулевых тяг.

Типы и варианты исполнения

В настоящее время существует три разновидности реечных механизмов. Отличие между ними заключается в принципе действия.

Механическая рулевая рейка

Наиболее простой вариант рулевого управления. Поворот колес осуществляется исключительно за счет физической силы водителя. В целях облегчения работы водителя и повышения удобства управления на многих автомобилях применяется рулевая рейка с переменным передаточным числом. Иными словами, шаг зубьев рейки меняется от середины к краям. Такое устройство при небольших углах поворота руля, что характерно для движения на больших скоростях, обеспечивает большое передаточное число, тяжелый и острый руль. Вместе с этим во время маневрирования на парковке, когда рулевое колесо приходится поворачивать «от края до края», делать это легко, благодаря меньшему передаточному числу. Первым отечественным автомобилем, где была применена такая конструкция, стал ВАЗ-2110.

Гидравлическая рулевая рейка

Отличается от механической тем, что механическое воздействие, которое оказывает водитель на руль, усиливается гидроусилителем. Это позволяет обеспечить одновременно остроту и легкость рулевого управления. Такое устройство чаще всего применяется на современных автомобилях.

ГУР также способствует повышению безопасности вождения, поскольку неровности дороги передаются на руль не так сильно, и в случае, если машина на высокой скорости попадет передним колесом в яму, удар многократно погасится гидроусилителем, и руль не вырвет из рук, как это произойдет на автомобиле с механической рейкой. Однако существует у этой медали и обратная сторона, ведь ухудшение обратной связи ведет к снижению «чувства автомобиля». Компенсировать этот недостаток автопроизводители стараются за счет изменения конструкции подвески, а также путем применения электромотора для привода ГУР (электро-гидроусилитель).

Электрическая рулевая рейка

По принципу действия аналогична гидравлической, только усиление производится электромотором, который либо встроен в рулевую колонку (самый дешевый и более опасный вариант), либо размещается на рулевом валу, либо интегрирован с рейкой (наиболее безопасный вариант, применяется на автомобилях высокого класса).

Вариант с размещением электромотора в рулевой колонке опасен тем, что в случае выхода его из строя автомобиль становится практически неуправляемым, поскольку повернуть руль невозможно. К сожалению, этим порой грешили автомобили Лада Приора первых лет выпуска – ЭУРы на них не отличались высокой надежностью.

Такое устройство имеет немало достоинств:

  • более высокий КПД по сравнению с гидроусилителем;
  • экономичность (электромотор включается только при повороте руля, тогда как масло в ГУР постоянно циркулирует, на что отнимается некоторая часть мощности мотора;
  • независимость от температуры окружающей среды;
  • отсутствие необходимости регулярно обслуживать устройство, т.к. не требуется менять и доливать рабочую жидкость;
  • более высокая надежность в целом, обусловленная отсутствием шлангов, прокладок и сальников, в которых могла бы появиться течь.

Конструкция механической рулевой рейки выглядит следующим образом. Внутри картера, имеющего в разрезе вид полого цилиндра, размещен защитный гофро-чехол. На подшипниках в картере установлено приводное зубчатое колесо, к которому пружиной прижимается рулевая рейка. Пружина требуется для устранения зазора в паре «шестерня-рейка». Ход рейки ограничивается с одной стороны ограничительным кольцом, а с другой – втулкой шарнира рулевой тяги. Данная схема рулевой рейки отличается предельной простотой и надежностью.

Признаки неисправности

Исправность рулевого управления – это залог безопасного вождения автомобиля, поэтому необходимо следить за его состоянием. Это не значит, что перед каждой поездкой нужно проводить тщательную проверку, ведь поломка происходит не вдруг. Существуют признаки неисправности рулевой рейки, по которым можно судить о необходимости ремонта.

  1. Стук, проявляющийся при езде по мелким неровностям, уменьшающийся при повороте руля в крайние положения.
  2. Отсутствие усилий при вращении руля.
  3. Усилие на руле исчезает в центральном положении.
  4. Самопроизвольное вращение рулевого колеса.
  5. Руль не возвращается или плохо возвращается в центральное положение при выходе машины из поворота.
  6. Повышенная чувствительность автомобиля (его бросает в сторону при незначительном повороте руля, угол поворота колес не соответствует углу поворота рулевого колеса).
  7. Постоянное падение уровня жидкости в бачке гидроусилителя, а также ее появление в пыльниках рулевых тяг.

Каковы признаки неисправности рулевой рейки

Исправный рулевой механизм – основа безопасности движения. Каждый водитель должен знать признаки неисправности рулевой рейки и своевременно обращать на них внимание.

Для начала разберемся с основным определением. Рейка – главный элемент системы рулевого управления, задача которого заключается в преобразовании поворота руля в отклонение передних колес.

Виды и устройство рулевых реек

Механическую рулевую рейку можно считать простейшим вариантом исполнения механизма. В рейках данного типа поворот колес осуществляется посредством приложения физической силы водителя. Для облегчения процесса применяется переменный шаг зубьев (варьируется от центральной части к краям) или переменное передаточное число. Подобная схема обеспечивает условно легкость вращения руля во время маневрирования на малой скорости и при больших углах поворота руля. На малых углах отклонения «штурвал» наоборот налит тяжестью, а реакции машины при этом «острые».

Более сложной разновидностью считается гидравлическая рейка или, проще говоря, рейка с гидроусилителем, облегчающим работу водителя. Устройства данного типа очень распространены, хотя в настоящее время активно применяются рейки с электрическими усилителями. Преимущество гидравлических рулевых реек заключается не только в очевидном комфорте (с ними вращать руль несоизмеримо легче, нежели с чисто механическими конструкциями), но и в аспекте безопасности – при попадании автомобиля в яму руль не вырывается из рук, поскольку ГУР гасит удар. Стоит отметить, что избыточно мощный гидроусилитель ухудшает контакт водителя и автомобиля – из-за избыточно сниженного усилия на руле иногда бывает сложно точно почувствовать угол поворота колес, траектория в поворотах буквально нащупывается, а желаемой обратной связи с машиной нет. Следует отметить, что ГУР не любят длительную фиксацию руля в крайних положениях и при этом резкое увеличение оборотов двигателя, при которых повышается давление. Проще говоря, не приветствуют дрифт.

Схема рулевой рейки с гидроусилителем

В последнее время получают все большее применение рейки с электрическим усилителем. Ставится он в рулевую колонку, на рулевой вал или представляет собой одно целое с рейкой. Наиболее бюджетным и при этом опасным решением считается конструкция с усилителем в рулевой колонке – если узел выйдет из строя, то повернуть руль, скорее всего, уже не получится.

Схема рулевой рейки с электроусилителем

На некоторых моделях электрические рулевые рейки критикуют ввиду того, что они не обеспечивают обратной и «чистой» связи с автомобилем, но, тем не менее, нельзя не отметить его преимущества. ЭУР не зависит от температуры окружающей среды и не требует специфичного обслуживания, которое необходимо в случае с ГУР (контроль уровня рабочей жидкости и ее замена). Наконец, электроусилитель экономичен (мотор задействуется только при повороте руля) и имеет более высокий коэффициент полезного действия в сравнении с гидроусилителем.

Причины неисправностей рулевой рейки

Как уже было сказано выше, водителю следует очень внимательно относиться к состоянию рулевого механизма и не игнорировать симптомы неисправностей, в частности, изменения в поведении машины, течи и посторонние звуки.

Прежде всего, это стуки, появляющиеся на плохой дороге и уменьшающиеся при поворотах руля «от упора до упора». В таких ситуациях говорят, что рулевая рейка рейка стучит. Стоит отправиться на сервис, если руль перестал возвращаться в «нулевое» положение после поворота, либо автомобиль вдруг стал нервным и очень чувствительно реагирует на самые незначительные его отклонения. И, конечно, не стоит затягивать с ремонтом, когда бачок гидроусилителя регулярно пустеет, механизм издает воющие звуки, а руль повернуть очень тяжело.

Итак, как определить неисправность рулевой рейки в зависимости от симптомов. Стук рейки свидетельствует об износе шарового шарнира, сайлентблоков крепления рейки и ее центрального зуба. Течет корпус узла? Это говорит об износе или коррозии главного вала. Если руль не стремится вернуться в центральное положение после поворота, то это может указывать на то, что картер рейки или ее вал погнуты. Неимоверные усилия, прилагаемые к рулю при поворотах в обе стороны – следствие разрушения резинового кольца плавающей шайбы насоса гидроусилителя. Бывает так, что на малой скорости руль не повернуть и ситуация улучшается лишь при более высоком темпе движения, но при этом начинаются вибрации. В этом случае стоит обратить внимание на ротор и привалочные плоскости – вероятно, на них задиры. Наконец, о многом расскажут звуки. Свист вкупе с тугим рулем – признак ослабления ремня привода насоса гидроусилителя, а при низком уровне масла в бачке ГУР или износе роторной пары будет воюще-зудящий гул.

Как видите, поломки рулевой рейки не только потенциально опасны, но и существенно снижают качество жизни водителя.

Чего боится рулевая рейка

Коррозия (или, проще говоря, ржавчина) – один из главных врагов рейки и это очень важный момент. Эксперты отмечают, что в ряде случаев ее провоцируют сервисмены, которые при замене рулевых тяг затягивают их пыльники пластиковыми хомутами, а на штатными металлическими элементами. Разумеется, при таком подходе возни меньше, но пластиковые фиксаторы не обеспечивают стопроцентную герметичность пыльников. Получается следующая картина: один пыльник втягивает в себя теплый воздух из моторного отсека, а другой выдавливает его обратно. Казалось бы, что тут особенного? Но не стоит забывать про конденсат, который образуется в процессе остывания воздуха. Вот так рейки и ржавеют.

Как обслуживать гидроусилитель

Менять жидкость в бачке ГУР или не менять? Большинство автопроизводителей о сроках ничего не говорит, намекая на то, что она залита фактически на весь срок службы, однако многие сервисы меняют ее на раз-два. Некоторые эксперты, тем не менее, напоминают, что потемнение жидкости не означает утрату рабочих свойств и считают, что замена способна навредить. Дело в том, что в систему попадает воздух, который может спровоцировать турбулентные потоки, провоцирующие масляное голодание насоса и смывающие грязь со стенок магистралей в рейку.

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем, самостоятельный ремонт

Рулевая рейка служит основным элементом управления большинства современных легковых авто. С ее помощью вращение руля преобразуется в поворот передних колес относительно оси автомобиля. Этот узел отличается простотой конструкции и высоким запасом прочности. Как и все другие агрегаты автомобиля, рейку приходится обслуживать и ремонтировать. Поэтому автовладельцам будет полезно знать ее устройство и принцип работы.

Как устроена рулевая рейка

Конструкции отличаются в зависимости от типа узла и модели автомобиля. Не меняется лишь перечень основных деталей:

  • Картер (цилиндр) — корпус из алюминия.
  • Шестерня, сопрягаемая с валом рулевого колеса.
  • Зубчатая планка с пружиной, которая прижимает приводную шестерню.
  • Фиксаторы, для ограничения хода.
  • Сальники, предотвращающие утечку масла.
  • Подшипники, обеспечивающие легкое передвижение рейки в корпусе и уменьшающие люфт деталей.

Зубчатая планка двигается при повороте шестерни. Она соединена с тягами, которые передают усилие на поворотные кулаки передних колес.

В зависимости от модификации, узел может включать гидравлические цилиндры или электромоторы, облегчающие поворот руля.

Разновидности рулевых реек

На легковых машинах устанавливают механизмы трех типов. Они отличаются наличием или отсутствием вспомогательных устройств, облегчающих управление.

Механическая рулевая рейка

Простейший вариант устройства, в котором управляющие колеса поворачиваются за счет усилий водителя. Чтобы уменьшить нагрузку на руки и одновременно облегчить управление на трассе в машины ставят рейки, у которых переменное число растет с увеличением угла поворота колес. Это облегчает маневры на парковке и обеспечивает «острый руль» на скорости.

Гидравлическая рулевая рейка

Воздействие водителя дополняется гидроусилителем. Это позволяет создать легкое и одновременно «острое» управление.

ГУР смягчает нагрузки, возникающие при движении по неровностям. Единственный недостаток такого устройства — ухудшение «чувствительности». Его компенсируют двумя способами:

  • устанавливают электро-гидроусилитель с обратной связью;
  • изменяют конструкцию подвески.

Электрическая рулевая рейка

В этих устройствах воздействие водителя на руль усиливается за счет двигателя. Он питается от бортовой электросети. В зависимости от места размещения различают три типа узлов, в которых мотор закреплен на рулевом валу, колонке и в корпусе рейки. Последний вариант наиболее надежен.

Конструкция с электродвигателем на валу опасна тем, что в случае поломки она практически перестает работать.

Сегодня на большинстве серийных автомобилей бюджетного и среднего класса устанавливается рейка рулевая с гидроусилителем.

Диагностика и ремонт

От исправности устройства зависит комфорт водителя и безопасность на дороге. Простая конструкция рейки с гидроусилителем позволяет выполнить ремонтно-диагностических работы в домашних условиях. Для обнаружения поломок и замены деталей требуется специальное оборудование и приспособления.

Неисправности рулевой рейки с гидроусилителем: симптомы

Чтобы обезопасить себя на дорогах, необходимо регулярно проводить тщательную проверку техсостояния механизма управления. Серьезные поломки проявляют себя явным образом и не требуют специальных приборов для обнаружения. Просто обратите внимание на следующие признаки:

  • Затрудненное вращение руля или отсутствие в возврате в центральное положение после поворота. Это случается в результате деформации рейки, картера или вала.
  • Стук при езде по неровностям и ямам, снижающийся при установке колес в крайнее положение. Причиной служит износ карданчиков рулевой колонки, шарниров тяг, стирание зубьев центральной шестерни рейки.
  • Повышенная чувствительность — несоответствие угла поворота колес и руля либо ситуация, когда при малейшем движении рук автомобиль «бросает по сторонам». Такое случается в результате неисправностей гидравлической системы ГУРа.
  • Уменьшение уровне жидкости в бачке, появление подтеков и масляных пятен на пыльниках. Утечка происходит в результате коррозии вала и износа резиновых сальников.

Любое из проявлений поломки требует немедленного вмешательства. Выход из строя рулевого управления — одна из самых опасных проблем, с которой не может сравниться даже отказ тормозной системы. Промедления с ремонтом приводят к усугублению неисправности. Несвоевременное устранение мелких проблем станет причиной финансовых потерь и, в худшем случае, аварии.

Ремонт рулевой рейки с гидроусилителем своими руками

Прежде чем снимать узел, нужно попробовать устранить стук путем регулировки. Для этого понадобится специальный ключ, которым подтягивают гайку рулевой рейки. Важно понимать, что таким образом удается устранить стуки, но не утечку жидкости.

Для выполнения работ понадобится стандартный комплект слесарного инструмента и некоторые специальные приспособления:

  • восьмигранный ключ;
  • съемник для подшипников;
  • щипцы для демонтажа и установки стопорных колец.

Чтобы отремонтировать рейку, ее придется снимать с автомобиля. Поэтому нужно запастись жидкостью для ГУРа и полным набором расходных материалов:

  • сальники;
  • уплотнительные кольца;
  • пыльники;
  • гофра;
  • втулки:
  • смазка и подшипник.

Перед началом работ необходимо организовать доступ к узлу снизу, установив автомобиль на смотровую яму или подъемник.

Процедура делится на 5 этапов:

  • Демонтаж.
  • Разборка.
  • Проверка состояния и замена запчастей.
  • Установка.

После снятия рейки с автомобиля необходимо очистить ее корпус от загрязнений. Последовательность операций по разборке механизма выглядит так:

  • Снять рулевые тяги.
  • Выкрутить заглушку, закрывающую зубчатый вал.
  • Открутить гайку и извлечь стопорное кольца.
  • Выбить вал.
  • Снять сальники и удерживающие их штифты.
  • Демонтировать стопорное кольцо, провернув заглушку.
  • Вытащить зубчатую рейку.
  • Снять сальник и пластиковую втулку.
  • Извлечь заглушку и пружину с прижимным механизмом.

После разборки необходимо вымыть детали и проверить их состояние. Заменить те которые вышли из строя.

После ремонта рейку нужно собрать и установить на автомобиль и отрегулировать. Люфт приводит к их преждевременному износу и внеплановому ремонту узла. Поэтому уделите особое внимание подтяжке регулировочной гайки.

Принцип работы рулевой рейки - Auto Elect B.V.

Как работает рулевая рейка?

Мы можем различать разные типы рулевых реек на основе принципов, по которым они работают. Их общая основа в том, что они умножают момент силы водителя на рулевом колесе на вращательное движение передних колес. Действия водителя и дорожные условия определяют скорость гидроусилителя руля.

Гидравлический усилитель руля

Автомобили с гидроусилителем рулевого управления состоят из рулевой рейки, имеющей стержень, который соединен с колесами с помощью рулевых тяг.Рулевая рейка содержит камеры, которые образованы закрытием поршня в поршневом корпусе с помощью уплотнений и тефлоновых колец. В случае гидравлического привода положение рулевого колеса определяет давление в указанных камерах. Направление рулевого управления определяет, в какую сторону перемещается давление в гидравлической системе. Поворот влево означает, что давление также сместится влево.

Масло в рулевой рейке

Масляный насос установлен на двигателе. Этот насос приводится в движение ремнем, который соединен с коленчатым валом двигателя.При каждом движении рулевого управления масляный насос перекачивает масло под давлением в направлении рулевой рейки и толкает поршень в желаемом направлении. Давление регулируется внутренним регулятором давления в гидравлическом насосе. Когда рулевое движение прекращается, масло возвращается в резервуар.

Что может пойти не так?

Обычно процесс описан выше. Наиболее частыми проблемами в гидравлической системе рулевого управления являются протечки или провисание. Утечка может произойти из-за износа, старения или загрязнения.Во время ремонта вашей рулевой рейки будут собраны детали от производителей оригинального оборудования (OEM) и, при необходимости, будут применены самые последние модификации. На протяжении всего процесса восстановления и модификации ваша рулевая рейка будет очищаться, проверяться и откалибровываться. Испытания рулевых реек производятся с давлением на 30% больше, чем обычно. Таким образом мы можем проверить, имеет ли рулевая рейка нужное количество мощности.

Как это работает: гидроусилитель руля

Breadcrumb Trail Links

  1. Как это работает
  2. История возможностей

Впервые представленный в 1951 году, каждый автомобиль сегодня использует гидравлический или электрический привод для управления

Автор статьи:

Jil McIntosh

Дата публикации:

13 декабря 2017 г. • 7 февраля 2019 г. • 4 минуты чтения • Присоединяйтесь к беседе

Содержание статьи

Раньше было так, что если вы хотели водить машину, вам нужно было иметь для этого оружие.В старых автомобилях не было гидроусилителя руля, а парковка или даже поворот на низкой скорости требовали больших усилий, чтобы повернуть рулевое колесо на большом и тяжелом автомобиле. Само колесо тоже было огромным, чтобы обеспечивать необходимый рычаг.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

В 1951 году компания Chrysler стала первым автомобилестроительным производителем, предложившим потребителям рулевое управление с усилителем, за которым вскоре последовали и другие производители.Каждый новый автомобиль, продаваемый сегодня в Канаде, поставляется с усилителем рулевого управления. В то время как некоторые по-прежнему используют гидравлическую систему, как в тех первых моделях с легким управлением, автопроизводители все чаще переходят на электрические системы, и даже существует система, сочетающая в себе и то, и другое.

Реечное рулевое управление с электрическим усилителем от Ram 1500. FCA

В большинстве автомобилей используется реечное рулевое управление. Рейка представляет собой металлический стержень с зубцами между передними колесами, а шестерня - это небольшая шестерня с зубьями, которые входят в зацепление с зубьями в стойке.Вращение рулевого колеса поворачивает ведущую шестерню. Это перемещает стойку вправо или влево, что поворачивает колеса автомобиля.

Без усилителя мощности вам потребуется резкое усилие, чтобы повернуть шестерню и сдвинуть рейку. Как следует из названия, гидроусилитель рулевого управления использует силу гидравлической жидкости под давлением, чтобы помочь рулевому управлению, работая всякий раз, когда водитель поворачивает рулевое колесо. Жидкость нагнетается насосом, который получает энергию через ремень, прикрепленный к двигателю. Система требует некоторого обслуживания, включая замену ремня, если он слишком изношен, и обеспечение достаточного количества жидкости в резервуаре.Система рулевого управления с гидроусилителем будет издавать визжащий звук, если рулевое колесо повернуто до упора и крепко удерживается - он говорит «ой», и легкое отпускание колеса должно прекратить шум - но если при каждом повороте рулевого колеса появляется шум, или если для управления автомобилем требуется больше усилий, это обычно указывает на то, что в системе мало жидкости.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Вспомогательные системы с электроусилителем, или EPAS, также помогают снизить усилие водителя на рулевое управление с помощью небольшого электродвигателя, который может быть установлен на рулевом валу, прикрепленном к ведущей шестерне, или на самой рулевой рейке, в зависимости от автопроизводитель.Они стали популярными по ряду причин, включая экономию топлива, поскольку они не используют мощность двигателя для выполнения своей работы, как это делает гидравлический насос. Они не такие сложные и весят меньше, что является преимуществом, когда автопроизводители пытаются сбрить все возможные килограммы, чтобы повысить экономию топлива. Электродвигатели также не требуют технического обслуживания и обладают некоторой экологичностью, поскольку им не нужны шланги для жидкости или резиновые шланги, как в гидравлической системе.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Кроме того, они могут управляться компьютером. Системы помощи при удержании полосы движения отталкивают автомобиль назад, если водитель непреднамеренно выезжает за линию, и некоторые используют для этого быстрое нажатие на тормоз с одной стороны, но некоторые системы используют двигатель EPAS, чтобы мягко направлять рулевое управление назад. Системы центра полосы движения более сложные, они «считывают» разметку с обеих сторон полосы движения и направляют EPAS таким образом, чтобы он оставался между ними. В настоящее время это предлагается на некоторых автомобилях в качестве системы помощи водителю, но также является строительным блоком для беспилотных автомобилей.

Существует также третья система, электрогидравлическое рулевое управление, которая использовалась на нескольких автомобилях, но более распространена на некоторых грузовых автомобилях и крупном сельскохозяйственном оборудовании. В усилителе рулевого управления используется гидравлическое давление, но насос гидроусилителя рулевого управления работает не от двигателя, а от электродвигателя.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Как и все остальное в автомобиле, EPAS с годами стал лучше.Рулевое управление могло показаться слабым или неопределенным с более ранними системами, но новые системы значительно улучшили ощущение рулевого управления и управляемость. Водителям нужна «обратная связь», тонкое, но важное ощущение колеса, которое позволяет им узнать, что находится под шинами и насколько хорошо они держатся за асфальт. Гидравлическое рулевое управление использовалось для этого лучше, но большинство систем EPAS его догнали.

Электрическое рулевое управление также позволяет инженерам легко регулировать вес рулевого управления, то есть то, сколько усилий требуется для поворота колеса.В идеале рулевое управление должно быть легким на низких скоростях, чтобы было легче поворачивать в тесноте, например на парковках, в то время как более жесткое и прямое ощущение предпочтительнее для более спортивного вождения. Гидравлические системы могут быть спроектированы для переменного отклика в зависимости от скорости автомобиля, но EPAS можно точно запрограммировать на скорость автомобиля и усилие рулевого колеса. Некоторые автомобили даже имеют выбираемые водителем режимы, с помощью которых можно настроить рулевое управление для более легкого или спортивного ощущения.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

И не все новшества случаются с рулевой рейкой. Infiniti предлагает управляемую по проводам систему, в которой нет прямой механической связи между рулевым колесом и колесами. Вместо этого цифровая система использует программное обеспечение, чтобы определить, насколько водитель повернул рулевое колесо, и отправляет информацию в компьютеры, управляющие рулевым механизмом. Компания заявляет, что это устраняет вибрацию, которая может исходить от обычного рулевого вала, и позволяет регулировать рулевое управление за миллисекунды.Это определенно то, чего первые водители, изо всех сил пытающиеся припарковать свои машины, никогда не могли себе представить.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы соглашаетесь на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем. Postmedia Network Inc.| 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже готово. Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Комментарии

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях.На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными. Мы включили уведомления по электронной почте - теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, комментарии. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Лаборатория автомобильной электроники Клемсона: рулевое управление с электроусилителем

Электронный усилитель руля

Базовое описание

Системы рулевого управления с усилителем дополняют крутящий момент, который водитель прикладывает к рулевому колесу.Традиционные системы рулевого управления с усилителем представляют собой гидравлические системы, но рулевое управление с электроусилителем (EPS) становится все более распространенным. EPS исключает многие компоненты HPS, такие как насос, шланги, жидкость, приводной ремень и шкив. По этой причине электрические системы рулевого управления обычно меньше и легче гидравлических.

Системы

EPS имеют регулируемый усилитель мощности, который обеспечивает большую помощь на более низких скоростях автомобиля и меньшую помощь на более высоких скоростях. Им не требуется значительная мощность для работы, когда не требуется помощи рулевого управления.По этой причине они более энергоэффективны, чем гидравлические системы.

Как работает система:

  • Электронный блок управления (ЭБУ) EPS вычисляет необходимую вспомогательную мощность на основе крутящего момента, прикладываемого водителем к рулевому колесу, положения рулевого колеса и скорости автомобиля.
  • Электродвигатель EPS вращает рулевой механизм с приложенной силой, которая снижает крутящий момент, требуемый от водителя.

Существует четыре формы EPS в зависимости от положения вспомогательного двигателя.Это вспомогательный тип стойки (C-EPS), вспомогательный тип шестерни (P-EPS), тип с прямым приводом (D-EPS) и вспомогательный тип стойки (R-EPS). Тип C-EPS имеет блок усилителя мощности, датчик крутящего момента и контроллер, подключенные к рулевой колонке. В системе P-EPS блок гидроусилителя соединен с валом шестерни рулевого механизма. Этот тип системы хорошо работает в небольших автомобилях. Система D-EPS имеет низкую инерцию и трение, поскольку рулевой механизм и вспомогательный блок представляют собой единое целое.Тип R-EPS имеет вспомогательный блок, подключенный к рулевому механизму. Системы R-EPS могут использоваться на средних и полноразмерных транспортных средствах из-за их относительно низкой инерции из-за высоких передаточных чисел редуктора.

В отличие от системы рулевого управления с гидроусилителем, которая непрерывно приводит в действие гидравлический насос, преимущество системы EPS заключается в том, что она приводит в действие двигатель EPS только при необходимости. Это приводит к снижению расхода топлива автомобилем по сравнению с тем же автомобилем с системой HPS. Эти системы можно настроить, просто изменив программное обеспечение, управляющее ЭБУ.Это дает уникальную и экономичную возможность отрегулировать "ощущение" рулевого управления в соответствии с классом автомобильной модели. Дополнительным преимуществом EPS является его способность компенсировать односторонние силы, такие как спущенная шина. Он также может управлять автомобилем в аварийных маневрах в сочетании с электронной системой контроля устойчивости.

В современных системах всегда существует механическое соединение между рулевым колесом и рулевым механизмом. По соображениям безопасности важно, чтобы отказ электроники никогда не приводил к ситуации, когда двигатель мешает водителю управлять транспортным средством.Системы EPS включают в себя отказоустойчивые механизмы, которые отключают питание двигателя в случае обнаружения проблемы с ЭБУ.

Следующим шагом в электронном рулевом управлении является снятие механической связи с рулевым колесом и переход на рулевое управление с чисто электронным управлением, которое называется управляемым по проводам. Это функционирует путем передачи цифровых сигналов на один или несколько удаленных электродвигателей вместо узла реечной передачи, который, в свою очередь, управляет транспортным средством.Infinity Q50 2014 года использовался в электрических вилочных погрузчиках и некоторых тракторах, а также в нескольких концептуальных автомобилях. Хотя обычно нет прямого механического соединения, Q50 имеет механическую резервную копию. В случае обнаружения проблемы с электронным управлением включается сцепление, чтобы восстановить механическое управление водителем. Как и в случае с системами управления дроссельной заслонкой, вполне вероятно, что электронное управление станет стандартом, как только электронное управление окажется более безопасным и надежным, чем современные гибридные системы.

Датчики
Датчик крутящего момента на рулевом колесе, датчик положения рулевого колеса, датчик скорости вращения колеса
Приводы
Электродвигатель
Передача данных
Обмен данными по шине CAN между EPS и контроллером двигателя
Производители
Bosch, Denso, Hella, JTEKT, Kobelt, Koyo, Mitsubishi Electric, Nexteer, NSK, Preh, Showa, TRW, ZF
Для получения дополнительной информации
[1] Гидроусилитель руля, Википедия.
[2] Электроусилитель руля (EPS), веб-сайт Freescale.
[3] Электроусилитель руля, www.aa1car.com.
[4] Research Analysis: A Review of Electric Power Steering Systems, Matthew Beecham, Just-auto.com, 6 августа 2007 г.
[5] BMW Electric Power Steering EPS, YouTube, 21 ноября 2008 г.
[6] Hyundai Power Steering (MDPS), YouTube, 15 июля 2009 г.
[7] Мы теряем связь? Комплексное сравнительное испытание электрического и гидравлического усилителя рулевого управления, автомобиль и водитель, январь.2012.
[8] Nissan представляет технологию независимого рулевого управления Fly-by-Wire, YouTube, 17 октября 2012 г.
[9] Электроусилитель рулевого управления от Ford Motor Company, YouTube, 14 марта 2013 г.
[10] Top Tech Cars 2013: Infiniti Q50, Лоуренс Ульрих, IEEE Spectrum, 29 марта 2013 г.
[11] Car Tech 101: описание гидроусилителя руля, YouTube, 1 апреля 2014 г.

Ремонт и обслуживание гидроусилителя

Если вы когда-либо водили автомобиль без гидроусилителя руля, вы, вероятно, оцените, насколько усилитель рулевого управления помогает вам управлять автомобилем, особенно на малых скоростях, например при парковке автомобиля.Рулевое управление с гидроусилителем вашего автомобиля использует гидравлическую систему для усиления небольшого усилия, которое вы прикладываете к повороту рулевого колеса, так что относительно легкий поворот рулевого колеса может легко поворачивать колеса вашего автомобиля.

Система рулевого управления с гидроусилителем отвечает за преобразование небольшого усилия в сильное, что означает, что сама система обычно испытывает большие нагрузки. Кроме того, любая гидравлическая система, такая как система гидроусилителя рулевого управления в вашем автомобиле, находится под высоким давлением и требует, чтобы жидкость была залита и в хорошем / чистом состоянии, чтобы функционировать на оптимальном уровне.Система рулевого управления с гидроусилителем может периодически нуждаться в обслуживании, особенно если она не использовалась в течение длительного времени. Чтобы лучше понимать, как ухаживать за гидроусилителем рулевого управления, полезно иметь некоторое представление о том, как он работает.

Основы рулевого управления с усилителем

Прежде чем вы сможете понять, как работает рулевое управление с усилителем , необходимо понять основы того, как в целом работает система рулевого управления транспортного средства. Основным принципом системы рулевого управления автомобиля является зубчатая рейка.

Реечная система рулевого управления
Начнем с рулевого колеса автомобиля. Рулевое колесо прикреплено к рулевому валу, который спускается вниз к передней оси. На другом конце рулевого вала находится круглая шестерня, называемая «шестерней». Шестерня сцепляется с рейкой, которая представляет собой прямую шестерню, которая соединяется с рулевыми рычагами колес вашего автомобиля через рулевые тяги.

При повороте колеса шестерня вращается, что, в свою очередь, приводит к смещению рейки влево или вправо.Это потянет колеса в нужном направлении. По сути, зубчатая рейка преобразует вращающую силу рулевого колеса в поперечную силу, заставляющую колеса поворачиваться.

Однако без усилителя рулевого управления работа реечной системы рулевого управления требует большой силы и мощности. Гидравлическая система помогает в процессе поворота и делает рулевое управление легким и управляемым для водителя.

Эта диаграмма иллюстрирует работу реечной системы рулевого управления в сравнении со старой системой навески (параллелограмм).
Гидравлический усилитель рулевого управления
Добавление усилителя рулевого управления означает небольшую модификацию реечной передачи. В установке рулевого управления с гидроусилителем часть рейки теперь представляет собой гидравлический поршень и цилиндр. Рейка соединена с поршнем, а цилиндр с обеих сторон соединен трубопроводами для жидкости (обычно металлическими или специальными резиновыми шлангами).

Жидкость гидроусилителя рулевого управления под давлением проходит через любую из сторон цилиндра, в результате чего поршень перемещается в направлении, противоположном направлению жидкости.Затем жидкость возвращается в резервуар. Гидравлическая жидкость под давлением является ключом к эффекту умножения силы, в результате чего небольшой поворот колеса приводит к значительному увеличению мощности на колесах при нажатии на поршень для перемещения рейки; и, в свою очередь, колеса.

Еще одним ключевым компонентом системы рулевого управления с гидроусилителем является насос рулевого управления с гидроусилителем, который обеспечивает повышение давления жидкости рулевого управления с гидроусилителем перед подачей ее к цилиндру в блоке реечной передачи. Жидкость гидроусилителя рулевого управления хранится без давления в резервуаре гидроусилителя рулевого управления, и только при необходимости насос гидроусилителя рулевого управления нагнетает жидкость под давлением и подает ее для помощи в рулевом управлении.

Есть еще некоторые современные детали систем рулевого управления с усилителем некоторых транспортных средств, такие как помощь электроники в дополнение к гидравлической системе и некоторым датчикам, которые контролируют весь процесс. Но основными компонентами являются рулевой вал, рейка и шестерня, поршень и цилиндр, приводящие в движение рейку изнутри, а также насос, подающий жидкость для гидроусилителя рулевого управления. Если вы понимаете эту цепочку компонентов, вы понимаете основы рулевого управления с усилителем.

Электроусилитель руля
В наши дни все больше и больше автомобилей оснащаются рулевым управлением с электроусилителем.Преимущество рулевого управления с электроусилителем заключается в том, что у водителя будет усилитель, даже если двигатель не работает. Другие преимущества включают в себя возможность для производителей автомобилей программировать систему для обеспечения переменной помощи в зависимости от дорожной ситуации. Например: больше помощи при парковке и меньше помощи на высоких скоростях.

В электроусилителе рулевого управления (EPS) используется электродвигатель для обеспечения рулевого управления с усилителем по запросу. Фактически это приводит к более экономичной работе двигателя автомобиля.В системе рулевого управления с гидроусилителем насос рулевого управления с гидроусилителем работает (так сказать, всегда включен) независимо от того, нужен ли усилитель рулевого управления - или рулевое управление вообще -. Тогда как EPS активируется только тогда, когда водитель поворачивает руль.

В системе рулевого управления с электроусилителем имеется электродвигатель, установленный либо на рулевой рейке, либо на рулевой колонке; и где-то на руле есть электронные датчики. Когда рулевое колесо поворачивается, датчики принимают сигнал от водителя и отправляют сигнал на блок управления (компьютер), который, в свою очередь, передает крутящий момент через электродвигатель для облегчения поворота.

В наши дни вспомогательные технологии для транспортных средств претерпевают большие изменения. Подумайте об устройствах помощи при парковке, автоматическом торможении и других технологиях предотвращения столкновений и, в конечном итоге, об автономных автомобилях. Рулевое управление с электроусилителем фактически является ступенькой к этой технологии рулевого управления и контроля направления движения автомобиля. В будущем мы обязательно увидим более широкое использование электроусилителя рулевого управления во многих других моделях.

Мы хотим поблагодарить Джона Вайнхёфта из нашего сообщества Facebook за предложение включить это обсуждение об электроусилителе рулевого управления.Мы согласны с тем, что в наши дни нельзя писать о усилителе рулевого управления без упоминания об электроусилителе рулевого управления. Спасибо, Джон, за вклад.

Распространенные проблемы с усилителем рулевого управления

Каждый раз, когда вы берете систему под высоким давлением, ответственную за создание сотен фунтов силы, само собой разумеется, что эта система будет испытывать нагрузку. Существует несколько распространенных причин износа или поломки системы рулевого управления с гидроусилителем.

Утечка жидкости в гидроусилителе рулевого управления
Система гидроусилителя рулевого управления полностью зависит от гидравлической жидкости.Если жидкости недостаточно или она повреждена, вы столкнетесь с проблемами. Распространенной проблемой системы рулевого управления с гидроусилителем является утечка жидкости рулевого управления с гидроусилителем.

Это может произойти в любой точке цепочки компонентов. В цилиндре реечной передачи может образоваться трещина или течь либо из самого цилиндра, либо, чаще, из уплотнений рулевой рейки, в трубопроводах для жидкости могут образоваться трещины или отверстия, из которых вытекает жидкость для гидроусилителя рулевого управления, или насос может дать течь. Все это происходит из-за износа и высокого давления, до которого нагнетается жидкость.

Если в вашей системе рулевого управления с гидроусилителем обнаружится течь, это вопрос времени, когда уровень жидкости упадет до точки, при которой рулевое управление с гидроусилителем станет менее эффективным или даже полностью выйдет из строя. Вы определенно не хотите, чтобы дело доходило до этого момента. Если вы обнаружите какие-либо признаки утечки жидкости рулевого управления с гидроусилителем, вам нужно как можно скорее доставить свой автомобиль в сервисный центр. Признаки утечки включают вид жидкости под автомобилем, шум из-под капота, особенно при повороте, или снижение эффективности усилителя рулевого управления.

Загрязненная жидкость для гидроусилителя руля
По сравнению с чем-то вроде моторного масла вашего автомобиля жидкость для гидроусилителя руля со временем остается относительно чистой. Процесс не такой беспорядочный, как сгорание топлива в двигателе или других системах, которые быстрее загрязняют соответствующую жидкость. Однако со временем в жидкости гидроусилителя руля действительно начинает накапливаться мусор. В основном это происходит из-за микрочастиц пластика или металла, изношенных изнутри системы.

Кроме, возможно, экрана в конкретном компоненте, система рулевого управления с гидроусилителем не имеет основного фильтра для жидкости, а это означает, что в жидкости накапливается мусор, который никогда не удаляется, если не вымывается вручную.Если жидкость усилителя рулевого управления станет слишком загрязненной, она начнет изнашиваться внутри системы рулевого управления с гидроусилителем и приведет к повреждению трубопроводов жидкости, насоса и цилиндра.

Промывка рулевого управления с гидроусилителем удаляет всю старую жидкость из системы и удаляет скопившуюся грязь и мусор. Затем снова заливается новая жидкость до оптимального уровня. Многие производители рекомендуют регулярно проводить промывку рулевого управления с гидроусилителем. Если прошло какое-то время, обратитесь к руководству пользователя или предоставьте нам свой автомобиль для промывки рулевого управления с гидроусилителем.

Проблемы с насосом гидроусилителя рулевого управления
Насос гидроусилителя рулевого управления приводится в действие двигателем вашего автомобиля. Ремень проходит от коленчатого вала к насосу гидроусилителя рулевого управления, и со временем этот ремень может изнашиваться, трескаться и, в конечном итоге, порваться. Если ремень рулевого управления с гидроусилителем порвался, рулевое управление с гидроусилителем не будет работать. Частью текущего обслуживания автомобиля должен быть осмотр ремня на наличие признаков износа, чтобы определить, нуждается ли он в замене. Наши сертифицированные автомобильные эксперты проверяют все ремни во время планового технического обслуживания автомобиля.

Другой распространенной проблемой является выход из строя самого насоса гидроусилителя рулевого управления. Если насос начнет изнашиваться, он не будет так эффективно нагнетать жидкость, и эффективность вашего усилителя рулевого управления пострадает. Вы можете обнаружить отказ насоса рулевого управления с гидроусилителем, если услышите шумы во время его работы, обычно это происходит при повороте рулевого колеса.
Это типичный насос гидроусилителя рулевого управления с присоединенным бачком для жидкости гидроусилителя рулевого управления. Шкив прикреплен к валу, и ремень приводит в движение насос через этот шкив.(Изображение любезно предоставлено O’Reilly Auto Parts)
Неисправность рулевого механизма с гидроусилителем
Рейка рулевого управления с гидроусилителем во многих отношениях является сердцем вашей системы рулевого управления с гидроусилителем. Если рулевая рейка с гидроусилителем сломается, это даже более опасно, чем многие другие ранее обсуждавшиеся проблемы, поскольку это может вообще поставить под угрозу вашу способность управлять автомобилем.

Есть несколько признаков того, что ваша рулевая рейка с гидроусилителем может выйти из строя. Если рулевое колесо кажется слишком тугим, это может быть признаком.Другой - скрежет или другие металлические шумы при повороте круга. Очень частым предвестником выхода из строя рейки рулевого управления с гидроусилителем является утечка жидкости из рейки. Если вы заметили подобные знаки, рекомендуется доставить свой автомобиль к нам для обслуживания раньше, чем позже.

Если у вас возникли проблемы с вашей системой рулевого управления с гидроусилителем или вы просто хотите провести плановую профилактическую проверку вашей системы, позвоните нам сегодня или нажмите здесь, чтобы записаться на прием.

Вам также может быть интересно прочитать…
Подвеска и рулевое управление
Амортизаторы и стойки
Регулировка углов установки колес
Шины
Почему моя машина трясется?
Как узнать, что мне нужны шины?
Продление срока службы шин

Лабораторное руководство | Конструктивные особенности, принципы работы и принцип действия Автомобильной Рулевой Системы

Цель

Изучить и подготовить отчет о конструктивных деталях, принципах работы и работе следующих автомобильных рулевых систем:

а) Системы ручного рулевого управления e.г. Рулевое управление Pitman, реечное рулевое управление

б) Системы рулевого управления с усилителем, например Система рулевого управления с реечным приводом

Назначение системы рулевого управления

Система рулевого управления позволяет водителю вести автомобиль по дороге и поворачивать налево или направо по желанию. В систему входит рулевое колесо, которое управляет рулевым механизмом. Он изменяет вращательное движение колеса на движение по прямой. Системы ручного управления были популярны, но теперь стало популярным рулевое управление с гидроусилителем.Сейчас он устанавливается примерно на 90% производимых автомобилей.

Типы систем рулевого управления

На рисунке изображена упрощенная система рулевого управления типа «шатунный рычаг». Реечный тип показан на рис. описывает, как колеса опираются на поворотные кулаки. Поворотные кулаки прикреплены к рулевым рычагам с помощью шаровых опор. Балансировочные шарниры на каждом колесе позволяют поворотному кулаку качаться из стороны в сторону. Это движение поворачивает передние колеса влево или вправо, чтобы можно было управлять автомобилем.

Рулевой механизм с рециркуляцией шариков показан на рис. В этих агрегатах червячная передача на конце рулевого вала имеет специальную гайку, проходящую по ней. Гайка движется по рядам маленьких рециркулирующих шариков. Шарики рециркуляции свободно перемещаются по канавкам в червяке и внутри гайки. При вращении рулевого вала шарики заставляют гайку перемещаться вверх и вниз по червячной передаче. Короткая рейка зубьев шестерни на одной стороне гайки входит в зацепление с секторной шестерней. Следовательно, когда гайка перемещается вверх и вниз по червяку, секторная шестерня поворачивается в одном направлении или в другом для рулевого управления.

Рециркуляционные шарики являются единственными контактами между червяком и гайкой. Это значительно снижает трение и поворачивающее усилие или усилие, прилагаемое водителем для рулевого управления.

Шарики называются рециркулирующими шарами, потому что они непрерывно рециркулируют от одного конца гайки шара к другому концу через пару направляющих возврата шара. Например, предположим, что водитель делает поворот направо, а затем червячная передача вращается по часовой стрелке, если смотреть с сиденья водителя.Это заставляет шариковую гайку двигаться вверх. Шарик катится между червяком и шариковой гайкой. Когда шарики достигают верхнего конца гайки, они попадают в возвратную направляющую и откатываются к нижнему концу. Там они повторно входят в канавку между червяком и шариковой гайкой.

Реечные рулевые механизмы

Реечный рулевой механизм становится все более популярным в современных небольших автомобилях. Он более простой, более тяжелый и может быть прямым механическим или механическим.На рисунке показана зубчатая рейка и шестерня в сборе…

Реечный усилитель руля

Рулевой механизм с гидроусилителем и шестерней - это еще одна конструкция встроенного рулевого механизма с гидроусилителем. Рейка работает как силовой поршень. Между стойкой и рулевыми рычагами шпинделя закреплены стяжные шпильки. Регулирующий клапан соединен с ведущей шестерней

.

Клапан управления работает аналогично встроенному рулевому механизму с гидроусилителем. Когда рулевое колесо поворачивается, сопротивление колес и вес автомобиля вызывают скручивание торсиона.Это скручивание заставляет поворотный клапан перемещаться в его втулке, выравнивая проходы для жидкости в левом, правом или нейтральном положении. Давление масла оказывает давление на поршень и помогает сдвинуть рейку, чтобы усилить поворот. Поршень крепится прямо к стойке. Трубка корпуса выполняет роль силового цилиндра.

Зубчатая передача всегда заполнена жидкостью, а все внутренние компоненты погружены в жидкость. Это делает ненужную периодическую смазку, а также действует как амортизатор, помогая амортизировать дорожные удары.На некоторых реечных механизмах рулевого управления с гидроусилителем все каналы для жидкости являются внутренними, за исключением напорного и обратного шлангов между шестерней и насосом.

Рулевые тяги

Рулевое соединение зависит от типа транспортного средства, будь то автомобиль с независимой передней подвеской или грузовой автомобиль, обычно имеющий переднюю подвеску с жесткой осью. Теперь будет описана каждая из этих связей.

Рулевой привод для автомобиля с передней подвеской жесткого моста.

На фиг.9 показана такая рулевая тяга. Подвесной рычаг (также называемый штангой шатуна) жестко соединен с поперечным валом рулевого механизма своим верхним концом, а его нижний конец соединен с тягой через шаровую опору. К другому концу тяги соединен рычаг тяги через шаровую опору. К другому концу рычага тяги жестко прикреплена поворотная ось, на которой установлено опорное колесо. Каждая поворотная ось имеет рычаг кузнечной рулевой тяги, жестко прикрепленный к оси колеса.Остальные концы рычагов рулевой тяги соединены с рулевой тягой с помощью шаровых шарниров. Конструкция этих шаровых шарниров такова, что разжимная пружина компенсирует износ или неправильную регулировку. В рулевой штанге также предусмотрен регулятор для изменения ее длины для регулировки углов установки колес.

Рулевой механизм обеспечивает механическое преимущество, так что требуется лишь небольшое усилие на рулевом колесе, чтобы приложить гораздо большее усилие к рулевой тяги. Кроме того, он также обеспечивает желаемое соотношение скоростей, так что гораздо меньшее перемещение поворотной оси достигается при большом угловом перемещении рулевого колеса.Когда рулевое колесо поворачивается, поворотное действие опускного рычага передает тягу тяги почти линейным движением. Это движение передается через рычаг тяги на поворотную ось, чтобы поворачивать ее вокруг своей оси, которая может быть шкворнем или шаровой опорой. Другое колесо управляется через рулевую тягу. Таким образом, только одно колесо управляется положительно.

Реечный рулевой механизм

Этот тип рулевого механизма используется на легких транспортных средствах, таких как легковые автомобили, а также в рулевом управлении с гидроусилителем.В автомобилях Maruti 800 используется этот рулевой механизм. Он простой, легкий и отзывчивый. Он занимает очень мало места и использует меньшее количество компонентов рычажного механизма по сравнению с зубчатым колесом червячного типа.

Усилитель руля

Для управления средними и тяжелыми автомобилями от водителя требуется больший крутящий момент. Система рулевого управления с гидроусилителем обеспечивает автоматическое гидравлическое усилие поворота, прилагаемое к системе ручного рулевого управления. Система питания предназначена для срабатывания, когда усилие на колесе превышает заданное значение, скажем, 10 Н.система всегда спроектирована таким образом, чтобы в случае отказа системы питания водитель мог управлять транспортным средством вручную, хотя и с повышенным усилием. Рис. Показывает типичную систему рулевого управления с усилителем, установленную на автомобиле.

Системы гидроусилителя рулевого управления работают от жидкости под давлением. Обычно используемые жидкости представляют собой масла с рейтингом вязкости SAE 5 W или SAE 10 W или выше в зависимости от атмосферных условий. Системы работают при довольно высоких давлениях, которые могут достигать 7 МПа.

Принцип работы всех систем гидроусилителя руля одинаков. Легкое движение рулевого колеса приводит в действие клапан, так что жидкость под давлением из резервуара попадает на соответствующую сторону цилиндра, тем самым оказывая давление на сторону поршня для приведения в действие рулевой тяги, которая поворачивает колесо в нужном направлении. направление.

Когда водитель прикладывает усилие к рулевому колесу для поворота, дальний конец торсиона соединяется с золотником поворотного клапана и червяком оказывает сопротивление.Когда усилие на колесе превышает заданное значение, золотник поворачивается на небольшой угол, когда обратная линия закрывается, и жидкость под давлением направляется к одной стороне поршня рейки и перемещает его, чтобы обеспечить рулевое управление в желаемом направлении. Торсион призван дать водителю ощущение рулевого управления. Вращение рулевого колеса в противоположном направлении соединяет другую сторону рулевого механизма с напорной магистралью. В нейтральном положении рулевого управления обе стороны поршня (гайки) перекрыты по отношению к напорной линии, поэтому они находятся под одинаковым давлением, но обратная линия открыта, из-за чего жидкость продолжает циркулировать через клапан, не вызывая никакого эффекта рулевого управления. .

Справочная литература

1 Автомобильная механика - Crouse / Anglin

2 Автомобильная инженерия, доктор Кирпал Сингх

3 Автомобиль - Ньютон, Кони, Мансарда, Масло Уортс

Viva Вопросы

1 Указать требования к системе рулевого управления

2 Из какого материала изготовлен передний мост? Как это изготовлено?

3 Что такое поворотный мост?

4 Какова функция шкворня?

5 Что такое ось поворота?

6 Что такое регулировка углов установки колес? Описать

7 Определите развал, SAI и Castor.

8 Что такое угол скольжения? Определить

9 Определите недостаточную и избыточную поворачиваемость.

10 Какова функция шариков в рулевом механизме с рециркуляцией шариков?

11 Укажите преимущества реечного рулевого механизма

12 Что такое гидроусилитель руля

13 Определение силы поворота и силы поворота

14 Дайте определение терминам «схождение внутрь» и «схождение наружу»

15 Дайте определение термину «выпуклость» и ролик

16 Укажите различные факторы углов установки колес

17 Обсудить рулевую тягу для автомобиля с независимой подвеской

18 Какое влияние оказывает угол развала колес, схождение и наклон оси поворота на характеристики рулевого управления транспортного средства

19 Объясните необходимость гидроусилителя руля в автомобилях

20 Обсудите различные типы рулевых механизмов с помощью простого рисунка и обсудите преимущества реечного рулевого механизма перед другими механизмами.

Последнее обновление: 11 ноября 2009 г., среда

Связанные

Принцип гидроусилителя рулевого управления - [PDF-документ]

Гидравлический усилитель рулевого управленияBasic Principle

Содержание> ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ> РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ РЕЙКОЙ И ШЕСТЕРНЯ> ГУР - ПРИНЦИП РАБОТЫ - СОЕДИНЕНИЯ - ШЕСТЕРНЯ КЛАПАНА В СБОРЕ

ДЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ> РАБОТА НАСОСА 2

ОБЩИЙ ВИД СИСТЕМЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Реечная система рулевого управления3

КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ.

4

Поворот автомобиля> Чтобы автомобиль вращался плавно, каждое колесо должно двигаться по разному кругу. Поскольку внутреннее колесо движется по кругу с меньшим радиусом, оно фактически делает более крутой поворот, чем внешнее колесо. Если вы проведете линию, перпендикулярную каждому колесу, линии будут пересекаться в центральной точке поворота. Геометрия рулевой тяги заставляет внутреннее колесо поворачиваться больше, чем внешнее. .

>

5

РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ СИСТЕМ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ Тип зубчатой ​​рейки и рециркуляции Шарико-винтовой передачи с рециркуляцией Тип РУЧНОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ Гидравлический привод СИЛОВЫЙ УСИЛЕНИЕ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УСИЛИЕМ Шестерня типа EPS (PEPS) Тип колонны EPS (CEPS)

6 9000 IS5

6 9000 IS5 РЕЙКА И ШЕСТЕРНЯ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ И КАК ЭТО РАБОТАЕТ 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 ниже).

7

РЕЕЧНОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ (RPS) Реечная шестерня выполняет две функции: преобразует вращательное движение рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес. Он обеспечивает понижающую передачу, что облегчает 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).У некоторых автомобилей есть рулевое управление с переменным передаточным числом, в котором используется зубчатая рейка и шестерня с другим шагом зубьев (количество зубьев на дюйм) в центре, чем снаружи. Это заставляет автомобиль быстро реагировать на поворот (стойка находится близко к центру), а также снижает усилие вблизи пределов поворота колеса. в гидроусилителе руля в дополнение к зубчатой ​​рейке или шаровому механизму с рециркуляцией.

10

Система гидроусилителя рулевого управления (реечный и шестеренный)

Поток масла правого поворота

Левый поворот Поток масла Левый поворот

Правый поворот

11

ПРИНЦИП РАБОТЫ Гидравлический насос с приводом от двигателя подает масло под давлением к регулирующему клапану (узел шестерни клапана), расположенному в корпусе, который поддерживает вал шестерни. Движение рулевого колеса передает движение регулирующему клапану через рулевую колонку. Торсион перемещает регулирующий клапан, который, в свою очередь, направляет масло на одну сторону поршня внутри корпуса рулевого управления (цилиндрическая трубка) в зависимости от направления вращения рулевого колеса.Регулирующий клапан представляет собой золотниковый золотниковый клапан, управляемый торсионным стержнем, пропитанным в корпусе рулевого управления. Золотниковый клапан представляет собой вал с шестью канавками и втулкой, имеющей шесть внутренних осевых канавок. Радиальные отверстия во втулке и валу пропускают масло от источника к линиям, соединенным с поршневой камерой / корпусом рейки. Величина поворота торсиона и перемещения золотникового клапана пропорциональна усилию, прилагаемому водителем к рулевому колесу в любом направлении. Первоначальный усилитель рулевого управления достигается примерно при 0.Прогиб торсиона на 5 градусов, а вспомогательный элемент постепенно увеличивается по мере того, как прогиб стержня увеличивается примерно до 4 градусов. Максимально допустимое отклонение в любом направлении ограничено до 7 градусов с помощью ряда шлицев между валом и втулкой.

12

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ (Продолжение) 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. Мы проверим компоненты, которые обеспечивают жидкость под высоким давлением, а также решим, с какой стороны стойки ее подавать, позже в статье. Во-первых, давайте взглянем на другой тип рулевого управления.

13

Реечный привод с гидроусилителем

14

Рулевой привод с усилителем и рычажный механизм

15

Конструкция системы Система гидроусилителя рулевого управления состоит из: Трубки В системе рулевого управления с гидроусилителем используется гидравлическое давление, создаваемое насосом рулевого управления с гидроусилителем, чтобы уменьшить усилие, необходимое для поворота рулевого колеса.Насос гидроусилителя рулевого управления установлен на передней части двигателя. Насос имеет лопастную конструкцию и приводится в движение коленчатым валом через приводной ремень. Жидкость гидроусилителя рулевого управления всасывается в насос из бачка при работающем двигателе. Жидкость находится под давлением переключателем рулевого управления с гидроусилителем и регулирующим клапаном, расположенным в насосе рулевого управления с гидроусилителем.

16

Рулевой редуктор в сборе

17

Рулевой редуктор в сборе 1. Наконечник стяжной тяги 2. Контргайка 3. Пыльник 4.Пыльник 5. Пыльник 6. Внутренний шаровой шарнир 7. Втулка рейки 8. Уплотнительное кольцо 9. Уплотнение 10. Контргайка 11. Пробка вилки 12. Пружина 13. Опорная вилка 18 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. Стопорное кольцо Уплотнение Подшипник Шестерня в сборе Болт Корпус клапана Уплотнительное кольцо Корпус рулевого механизма Монтажная резина Монтажный кронштейн Масляная труба Стойка Внутренняя направляющая

Конструкция коробки передач гидроусилителя рулевого управления

19

Работа узла шестерни и клапана (в центральном положении)

20

Работа узла шестерни и клапана (в центральном положении)

21

Работа узла шестерни и клапана (поворот влево)

22

Работа узла шестерни и клапана (поворот влево)

23

Работа узла шестерни и клапана (поворот вправо)

24

Работа узла шестерни и клапана (поворот вправо)

25

Rotary ValveA Система рулевого управления с усилителем должен помогать водителю только тогда, когда он прикладывает силу к рулевому колесу (например, при начале поворота).Когда водитель не прилагает усилий (например, при движении по прямой), система не должна оказывать никакой помощи. Устройство, воспринимающее силу на рулевом колесе, называется поворотным клапаном. Ключ к поворотному клапану - торсион. Торсион представляет собой тонкий металлический стержень, который закручивается при приложении к нему крутящего момента. Верхняя часть штанги соединена с рулевым колесом, а нижняя часть штанги соединена с шестерней или червячной передачей (которая вращает колеса), поэтому величина крутящего момента в торсионе равна величине крутящего момента, водитель использует, чтобы повернуть колеса.Чем больше крутящий момент водитель использует для поворота колес, тем сильнее поворачивается штанга.

26

Вход рулевого вала образует внутреннюю часть узла золотникового клапана. Он также соединяется с верхним концом торсиона. Нижняя часть торсиона соединяется с внешней частью золотникового клапана. Торсион также поворачивает выход рулевого механизма, соединяясь либо с ведущей шестерней, либо с червячной передачей, в зависимости от типа рулевого управления автомобиля.

27

ПРОДОЛЖИТЬ

По мере того как штанга вращается, она вращает внутреннюю часть золотникового клапана относительно внешней стороны.Поскольку внутренняя часть золотникового клапана также соединена с рулевым валом (и, следовательно, с рулевым колесом), величина вращения между внутренней и внешней частями золотникового клапана зависит от того, какой крутящий момент водитель прикладывает к рулевому колесу. . Когда рулевое колесо не поворачивается, обе гидравлические линии обеспечивают одинаковое давление на рулевой механизм. Но если золотниковый клапан поворачивается в одну или другую сторону, порты открываются, чтобы подавать жидкость под высоким давлением в соответствующую линию.

28

ЧАСТЬ II ВАЖНО НА ЛИНИИ

29

ВАЖНО НА ЛИНИИ 1. ТЕСТ НА УТЕЧКУ ВОЗДУХА Тест низкого давления (1 бар) Тест высокого давления (7 бар) Для проверки внешней утечки из - Трубных фитингов - Питающих трубок - Сальников 30

Назначение:

ВАЖНО ОНЛАЙН ИСПЫТАНИЯ2. Испытание на долговечность при высоком давлении Давление 120 бар (гидравлическое) Циклическое испытание Для проверки внутренней утечки из - поршневого кольца - PV сборочных уплотнений Примечание: в случае внешней утечки утечку масла можно проверить визуально с внешней стороны трубы цилиндра и корпуса шестерни 31

Назначение:

ВАЖНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА ЛИНИИ 3.Проверка крутящего момента выполняется при включенном питании Поток гидравлического масла 6 л / мин Для проверки соответствия узла указанным критериям крутящего момента Обычно - Максимальный крутящий момент - Изменение крутящего момента Примечание: значение крутящего момента регулируется путем регулировки поворота рейки (величина зазора вилки)

Цель :

32

ВАЖНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА ЛИНИИ 4. Обратное усилие скольжения Испытание выполнено при включенном питании Поток гидравлического масла 6 л / мин Для проверки соответствия узла указанному критерию силы скольжения Обычно - максимальная сила скольжения - изменение силы скольжения Примечание: это важно для обеспечения хорошей возвратности рулевого управления

Цель:

33

ВАЖНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА ЛИНИИ 5.Эксплуатационные характеристики Испытание проведено при включенном питании Расход гидравлического масла 6 л / мин. Это испытание характеристик клапана в зависимости от гидравлического давления и крутящего момента. Оценка проводится при низком и высоком давлении.

Цель:

Примечание. Эти характеристики определяют работу. функции гидроусилителя руля34

ВАЖНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА ЛИНИИ 5. Гидравлическое испытание на носик. Испытание проводится при включенном питании. ПОКАЗАТЕЛИ ЧИСТОТЫ В СБОРЕ

Усилитель рулевого управления (автомобиль)

27.8.

Усилитель рулевого управления

27.8.1.

Потребность в усилителе рулевого управления

Уменьшение входного усилия на ободе рулевого колеса в системе ручного рулевого управления возможно за счет уменьшения передаточного числа рулевого механизма. Это увеличивает количество поворотов рулевого колеса от упора к упору, из-за чего маневрирование рулевого управления занимает больше времени, и, соответственно, необходимо снизить безопасную скорость движения автомобиля на повороте.Из-за необходимости увеличения веса передних рулевых колес переднеприводных автомобилей и использования шин с радиальным кордом с большей шириной шины необходимы более высокие статические крутящие моменты. Таким образом, для более быстрого вождения и прохождения поворотов рулевое управление с усилителем желательно, а в некоторых случаях необходимо, если требуется, чтобы транспортное средство соответствовало его характеристикам.
Включение усилителя рулевого управления на легковых автомобилях снижает нагрузку на водителя примерно до 25–30% от общего усилия, необходимого в противном случае для маневрирования.В тяжелых грузовиках гидроусилитель (сервоусилитель) может составлять порядка 80–85% от общего рулевого управления. В результате можно использовать более прямой редуктор рулевого механизма для обеспечения более точной реакции рулевого управления. Следовательно, перемещение рулевого колеса от упора к упору может быть уменьшено примерно с 3,5 до 4 оборотов для ручной системы до примерно от 2,5 до 3 оборотов для устройств рулевого управления с усилителем.
Величина усиления мощности, подаваемой на рулевую тягу, обычно ограничена, из-за чего водитель испытывает взаимодействие шин с землей в различных условиях движения
(рис.27,62). Следовательно, достаточное сопротивление по-прежнему передается обратно на рулевое колесо от опорных колес, так что водитель может ощущать требования к рулевому управлению, необходимые для эффективного управления транспортным средством.
На рис. 27.63 показаны эффекты уменьшения входного усилия на рулевом колесе при различных общих передаточных числах рулевого механизма для преодоления выходного противодействующего сопротивления на опускном рычаге рулевого механизма. Типичная кривая входного усилия рулевого управления с усилителем, работающая в аналогичном диапазоне выходной рабочей нагрузки, также построена с этими передаточными числами ручного рулевого механизма.Из этих графиков видно, что для очень низкого сопротивления опорного колеса примерно до 1000 Н при

Рис. 27.63. Сравнение ручного рулевого управления с усилителем рулевого управления.

Рис. 27.64. Схема усилителя рулевого управления (система управления потоком).
рычаг подвески, входное усилие от 10 до 20 Н практически все ручное. Это первоначальное ручное усилие на рулевом колесе позволяет водителю почувствовать изменения сопротивления рулевому управлению в различных дорожных условиях, например на скользкой дороге.
Устройства поддержки электропитания должны удовлетворять определенным требованиям. Он должен быть «отказоустойчивым», что означает, что в случае отказа системы питания водитель все еще должен иметь возможность сохранять эффективный контроль. Величина усиления мощности должна быть пропорциональна усилию, прилагаемому водителем, и водитель должен иметь возможность сохранять «ощущение» колес. Гидравлическая энергия используется на легких транспортных средствах, чтобы помочь водителю управлять транспортным средством.
27.8.2.


Гидравлическая система

Гидравлические системы с усилителем работают как при постоянном давлении, так и при постоянном расходе.Первый включает гидроаккумулятор для хранения давления. Последний использует поток жидкости вокруг системы непрерывно, пока не потребуется помощь.

Компоненты.

Основные компоненты, необходимые для работы системы постоянного расхода, показаны на рис. 27.64. Система включает в себя насос, регулирующий клапан и гидроцилиндр в дополнение к обычным компонентам рулевого управления.

Насос.

Обычно используется насос с эксцентриковым ротором, приводимый клиновидным ремнем от коленчатого вала двигателя.Насос расположен либо на передней части двигателя, либо на передней части коленчатого вала. К насосу прикреплен резервуар для жидкости, в котором обычно хранится минеральное масло с низкой вязкостью, аналогичное тому, которое используется в автоматической коробке передач. Клапан сброса давления ограничивает максимальное давление
7 МН / м2, и как только это давление достигается, масло проходит из выпускного отверстия насоса обратно в резервуар.

Регулирующий клапан или реактивный клапан.

В схеме, показанной на рис.27.64 клапан расположен между двумя половинами тяги. Его также можно разместить вместе с гидроцилиндром гидроцилиндра в рулевом механизме. Клапан золотникового типа прикреплен к одной половине тяги и удерживается в центре корпуса клапана двумя реактивными пружинами. Гибкие трубы используются для соединения клапана с цилиндром гидроцилиндра, насосом и резервуаром.

Гидравлический цилиндр.

Поршень гидроцилиндра двустороннего действия соединен с рулевым рычагом, чтобы обеспечить соответствующее усилие в любом направлении для содействия движению.Одна сторона цилиндра вентилируется, а другая сторона находится под давлением, чтобы сила действовала в любом направлении. Помощь, оказываемая гидроцилиндром, зависит от давления жидкости, создаваемого регулирующим клапаном.

Рис. 27.65. Принцип регулирующего клапана.
Прижимная поверхность в большинстве систем рулевого управления с гидроусилителем расположена в рулевом механизме, называемом интегральным типом. Также в некоторых системах рулевого управления с гидроусилителем он расположен во внешнем силовом цилиндре, соединенном между рулевыми тягами и рамой автомобиля, и называется рычажным типом.Это похоже на расположение силовой рейки и шестерни.

Эксплуатация.

Работа системы зависит от крутящего момента, прикладываемого водителем к рулевому колесу. В условиях низкого крутящего момента, представленных на рис. 27.65, никакая помощь не требуется. Прикладывания к колесу малого крутящего момента недостаточно для преодоления натяжения реактивных пружин в регулирующем клапане, поэтому жидкость течет обратно в резервуар. На этом этапе работы регулирующий клапан остается в нейтральном положении и, следовательно, не оказывает сопротивления потоку масла в цилиндр гидроцилиндра или из него.
Крутящий момент, прилагаемый водителем, регулируется силой противодействующих пружин. Когда этот крутящий момент достигает заданного значения, большая сила, действующая в тяговом звене, приводит в действие клапан. Клапан соединяет одну сторону гидроцилиндра с насосом, а другую сторону - с отверстиями для резервуара. Прерывание гидравлического контура таким образом позволяет быстро нарастить давление в насосе. Следовательно, усилие на гидроцилиндр также увеличивается до тех пор, пока движение гидроцилиндра не преодолеет сопротивление опорного колеса.На этом этапе сила в тяговом звене уменьшается, так что клапан возвращается в нейтральное положение, а давление в системе падает до исходного значения. Таким образом, в этой последовательности операций крутящий момент на рулевом колесе открывает клапан, а гидроцилиндр оказывает пропорциональное усилие, чтобы закрыть клапан.
Поворот рулевого колеса в противоположном направлении также производит аналогичное действие, но в этом случае движение регулирующего клапана направляет жидкость на другую сторону поршня гидроцилиндра. Есть разные конструкции обратного клапана и пружины.Один из них включает в себя небольшой торсион

Рис. 27.66. Работа клапана управления гидроусилителем рулевого управления.
штанга для передачи привода между внутренней стойкой и шестерней в коробке. Когда крутящий момент превышает заданную величину, штанга поворачивается, чтобы сдвинуть клапан, который приводит в действие плунжер.
27.8.3.

Принцип регулирующего клапана

Типы и работа

Во время работы двигателя жидкость в гидроусилителе рулевого управления продолжает течь от насоса к регулирующему клапану, затем обратно в резервуар, и обе поверхности давления подвергаются одинаковому давлению в системе.В положении колеса прямо вперед жидкость течет через контур. С увеличением усилия рулевого управления смещение клапана также увеличивает пропорциональную величину давления, направляя жидкость к одной поверхности давления и увеличивая размер отверстия обратного канала от противоположной поверхности давления к резервуару. На рисунке 27.66 показан принцип работы регулирующего клапана в нейтральном положении и при повороте. Регулирующий клапан либо расположен внутри, либо прикреплен снаружи рулевого механизма с гидроусилителем интегрального типа.В рулевом механизме рычажного типа клапан может быть встроен в конец силового цилиндра или быть отдельным узлом.
Входящая механическая сила, прикладываемая рулевым колесом, с одной стороны, и механико-гидравлическая сила сопротивления рулевого механизма и шин на дороге, с другой стороны, удерживают регулирующий клапан в равновесии. Когда рулевое колесо поворачивается, его механическая входная сила перемещает регулирующий клапан в сторону силы сопротивления рычага. В этом положении регулирующий клапан ограничивает зону давления и выходной поток, чтобы вызвать нарастание давления на поверхности давления в направлении, которое помогает входной силе рулевого колеса двигаться против сопротивления рулевой тяги.Как только рулевое колесо достигает желаемого положения, оно остается устойчивым, и рычажный механизм, наконец, подхватывается, центрируя регулирующий клапан для прекращения помощи. Когда к системе не прилагается никакого усилия, центрирующие пружины центрируют положение золотника, чтобы уравновесить давление на обе прижимные поверхности, удерживая рулевую тягу на месте. Когда рулевые колеса установлены, если передние колеса ударяются о предмет, который пытается их отклонить, регулирующий клапан увеличивает давление на

Рис. 27.67. Золотниковый золотниковый распределитель в разрезе.

Рис. 27.68. Скользящий регулирующий клапан с торсионным приводом в разрезе.

Рис. 27.69. Вращающийся регулирующий клапан с торсионным стержнем.
нажимная поверхность, которая противодействует опрокидывающей силе, позволяя водителю сохранять контроль над транспортным средством.

Регулирующие клапаны могут быть скользящими или вращающимися золотниками. Управляющее действие одинаково для обоих типов клапана. В звеньях рычажного типа золотниковый золотниковый золотниковый клапан установлен концентрично червячному валу между рычагом Питмана и рулевой тягой, а в интегральном типе он расположен параллельно в корпусе вне корпуса рулевого механизма.Золотниковый золотниковый клапан всегда устанавливается соосно с червячным валом. Приведение в действие золотникового золотникового клапана в интегрированном рулевом механизме осуществляется легким движением червячного вала или рулевой тяги в продольном направлении. Передние колеса и рулевые тяги удерживают сектор, поэтому он сопротивляется движению. Вал червяка прижимается концами к одному из своих подшипников, поскольку шариковая гайка пытается переместить сектор. Это небольшое движение передается на параллельный золотниковый клапан с помощью поворотного рычага. Этот тип клапана показан на рис.27,67.
Концевое движение концентрического золотникового клапана приводится в действие торсионным стержнем, показанным на рис. 27.68. Входное усилие рулевого колеса закручивает торсион. Скручивание изменяет относительное положение узла привода червячного вала по отношению к положению первичного вала для перемещения привода по спиральным шлицам в продольном направлении. Золотниковый клапан удерживается на приводе с помощью стопорных колец, поэтому любое продольное движение привода также перемещает золотниковый клапан в конце. Боковое движение золотникового клапана полностью открывает канал для возврата жидкости с одной поверхности давления, где давление создается на другой поверхности давления, чтобы усилить рулевое управление.
Роторно-золотниковый регулирующий клапан, показанный на рис. 27.69, также управляется торсионным стержнем. Корпус золотникового клапана окружает регулирующий клапан. Усилие рулевого управления на первичном валу скручивает торсион, который составляет относительную разницу между корпусом клапана, прикрепленным к червячному валу, и золотником клапана, прикрепленным к первичному валу. Перемещение золотника клапана в корпус клапана открывает обратный канал в одну из областей давления и направляет жидкость под давлением в область противоположного давления.
Рулевые механизмы с гидроусилителем позволяют водителю почувствовать, какое усилие он прилагает к системе рулевого управления. Регулирующий клапан с поворотным рычагом обеспечивает ощущение водителя благодаря центрирующим пружинам и давлению жидкости, создаваемому на реактивных кольцах во время оказания помощи. Силовой агрегат рычажного типа может иметь обратный клапан, который пропорционален давлению, создаваемому в системе рулевого управления, чтобы водитель чувствовал себя водителем. Это ощущение водителя называется контролем реакции.
Система рулевого управления с гидроусилителем рычажного типа имеет прижимные поверхности или участки по обе стороны от поршня внутри силового цилиндра.В интегрированном рулевом механизме с гидроусилителем внешняя поверхность шариковой гайки действует как поршень и называется силовым поршнем с шарико-гайкой. Каждая сторона этого поршня - это силовая камера. Силовой поршень с шариковой гайкой имеет зубчатую рейку шестерни, которая вращает сектор так же, как и в стандартном рулевом управлении. Передаточные числа рулевого механизма с гидроусилителем обычно численно ниже, чем у стандартных рулевых механизмов, поэтому они быстрее реагируют на движение рулевого колеса.
27.8.4.

Насосы гидроусилителя

Типы насосов рулевого управления с гидроусилителем, обычно используемые, - это лопастной, скользящий и роликовый (рис.27.70), а принцип действия и конструкция этих насосов очень похожи. Насос гидроусилителя рулевого управления состоит из ротора с ременным приводом, который вращается внутри кулачкового вставного кольца эллиптической формы. Лопатки, тапочки или ролики устанавливаются в пазы, канавки или полости ротора. Прижимные упорные пластины с каждой стороны ротора и кулачки уплотняют насос. Узел помещен в корпус, содержащий подшипники ротора и масляные каналы. Корпус насоса обычно равен

Рис. 27.70. Насосы гидроусилителя руля.
закруглены масляным резервуаром, а насос и резервуар уплотнены уплотнительными кольцами. Это поршневые насосы прямого вытеснения. Каждый оборот обеспечивает подачу одинакового количества жидкости независимо от скорости насоса. Производительность насоса должна быть достаточно большой, чтобы подавать жидкость в необходимом количестве и под давлением во время холостого хода двигателя.
Во время работы ротор вращается, вызывая центробежную силу, отбрасывающую лопатки, тапочки или ролики наружу, благодаря чему их внешняя поверхность поддерживает контакт с кулачком.Тапочки обычно имеют подпружиненную пружину, которая помогает поддерживать контакт кулачка. Кулачок плотно прилегает к ротору в одном или двух противоположных местах. Пространства между лопатками, тапочками или роликами постепенно перемещаются наружу по мере того, как ротор поворачивает их мимо точки плотного прилегания, и насосная жидкость течет из резервуара в это расширяющееся пространство через впускной канал. Когда лопатки, тапочки или ролики достигают самой широкой части кулачковой вставки, они закрывают впускной канал из резервуара и входят в контакт с каналом давления.Непрерывное вращение уменьшает объем между лопатками, тапочками или роликами, заставляя жидкость насоса попадать в выпускной канал насоса под давлением. Насос гидроусилителя рулевого управления соединен с регулирующим клапаном рулевого механизма с гидроусилителем одним шлангом высокого давления и одним возвратным шлангом низкого давления.
Требования к усилителю мощности становятся очень высокими, поскольку колеса поворачиваются при неподвижном автомобиле. Двигатель в это время работает на холостом ходу, поэтому насос гидроусилителя с приводом от двигателя также работает медленно. Требования к усилителю мощности очень низкие при движении по шоссе и при высоких скоростях насоса.Для компенсации больших объемов насоса при движении на круизном режиме

Рис. 27.71. Принцип управления потоком.
скоростей, клапан регулирования потока и клапан сброса давления.

Принцип действия и работа клапана регулирования расхода.

Проход от выхода насоса содержит ограничивающую диафрагму. Разница в падении давления на отверстии увеличивается с увеличением потока масла. Высокое давление масла со стороны впускного отверстия отверстия направлено на один конец клапана регулирования потока, а низкое давление масла со стороны выпускного отверстия отверстия
направлено на другой конец клапана.Калиброванная пружина также расположена на стороне низкого давления клапана регулирования потока. Клапан управления потоком, показанный на рис. 27.71, приводится в действие небольшим перепадом давления вместе с калиброванной пружиной.
При увеличении числа оборотов двигателя от холостого хода увеличивается и подача насоса, и давление. Когда поток достигает максимального требуемого значения, клапан регулирования потока перемещается в сторону его конца низкого давления, и канал между выходом насоса и входом насоса открывается, пропуская часть жидкости обратно к входу насоса.С увеличением скорости насоса отверстие становится больше, поддерживая максимальный требуемый расход. Рециркуляция масла через насос снижает потребляемую мощность насоса и поддерживает низкую температуру масла.

Клапан сброса давления.

Поток ограничивается регулирующим клапаном, когда он направляет жидкость в одну из силовых камер, вызывая повышение давления. Когда

Рис. 27.72. Принцип регулятора давления.

Фиг.27,73. Схема рулевого управления с усилителем.
Водитель поворачивает колеса против упоров поворота рулевой тяги и продолжает удерживать рулевое колесо в положении полного поворота, давление нарастает до максимума. Во избежание повреждения уплотнений и шлангов гидроусилителя рулевого управления давление должно быть ограничено до безопасного значения, а предохранительный клапан ограничивает это давление, открывая канал между выходной камерой насоса и входом насоса или резервуаром насоса. Регулятор давления обычно встроен в клапан управления потоком, как показано на рис.27,72. Если давление на стороне низкого давления регулирующего клапана достигает заданного значения, предохранительный клапан открывается, позволяя маслу течь со стороны низкого давления регулирующего клапана к впускному отверстию насоса. Это снижает давление на стороне низкого давления, позволяя выходному потоку насоса свободно течь во входное отверстие, тем самым снижая давление на выходе насоса.
27.8.5.

Рулевое управление с усилителем и шестерней

На рис. 27.73 показана реечная система рулевого управления с гидроусилителем.Гидравлический насос с приводом от двигателя встроен в резервуар и подает масло к регулирующему клапану, установленному в корпусе, в котором также установлен вал шестерни. Вал в рулевой колонке через торсион обеспечивает движение регулирующего клапана. Движение регулирующего клапана направляет масло в ту или иную сторону поршня гидроцилиндра, прикрепленного к рулевой рейке.

Рис. 27.74. Золотниковый регулирующий клапан.
На рисунке 27.74 показан упрощенный вид золотникового клапана поворотного типа, управляемого торсионным стержнем, расположенным между рулевым валом и шестерней рулевого механизма.Золотниковый клапан представляет собой вал с шестью канавками, заключенный в втулку с шестью внутренними осевыми канавками. Масло из подающей магистрали течет через радиальные отверстия в втулке и валу к линиям, соединенным с камерами гидроцилиндра. Ряд шлицев между валом и втулкой ограничивает скручивание торсиона примерно до 7 градусов в каждом направлении. Таким образом, торсион способен передавать крутящий момент, прикладываемый водителем, к шестерне рулевого механизма только под углом до 7 градусов с каждой стороны от центрального положения.Эта функция защиты от падения обеспечивает механический привод от рулевого вала к шестерне во время отказа системы гидроусилителя.
Величина поворота торсиона и перемещение золотникового клапана пропорциональны усилию, прилагаемому приводом. Усиление начинается при отклонении штанги примерно на 0,5 градуса и увеличивается до тех пор, пока штанга не переместится примерно на 4 градуса, точку максимальной мощности. Когда клапан принимает положение холостого хода (рис. 27.74), все порты открываются, и масло возвращается в резервуар через клапан.
Если рулевое колесо поворачивается, преодолевая сопротивление опорного колеса, торсион отклоняется так, что катушка вращается относительно муфты. Это перекрывает поток масла как к резервуару, так и к одной стороне гидроцилиндра, но другая сторона гидроцилиндра подвергается давлению масла. Когда это давление нарастает в достаточной степени, оно приводит в движение опорное колесо и возвращает торсион в положение без крутящего момента. В течение этого периода масло, вытесненное с негерметичной стороны гидроцилиндра, возвращается в резервуар.В случае чрезмерного сопротивления движению опорного колеса давление масла увеличивается до максимума, так что предохранительный клапан, установленный рядом с насосом, открывается и позволяет маслу возвращаться на вход насоса.

.