Механизмы рулевого устройства, рулевые приводы, рулевые машины

Назначение и требования к рулевым устройствам

Рулевое устройство предназначено для изменения поворота судна и удержания его на курсе путем поворота руля на определенный угол или удержания его в диаметральной плоскости судна.

В состав рулевого устройства входят четыре основных узла:

1. руль — для восприятия давления воды и поворота судна;
2. рулевой привод — для связи с рулевой машиной и передачи вращающего момента на баллер;
3. рулевая машина (двигатель)—для обеспечения работы рулевого привода;
4. телединамическая передача (телемотор) —для связи рулевой машины с постами управления судном.

Все суда морского флота оборудуются основной механической и запасной ручной или механической рулевой машиной. По требованию Регистра мощность основной рулевой машины и привода должна быть достаточной для перекладки руля с, борта на борт (2X35°) за время не более 30 сек на полном переднем ходу судна.

Ручной привод должен перекладывать руль за время не более 100 сек при этих же условиях. Мощность запасного механического привода должна быть достаточной для перекладки руля с 20° одного до 20° другого борта за время не более 60 сек при скорости переднего хода, равной половине полной, но не менее 6 узлов. Переход с основного привода на запасной не должен занимать более двух минут.

Рулевое устройство должно быть экономичным, надежным и безопасным в работе независимо от навигационных условий, в которые может попасть судно. На судне должно быть предусмотрено не менее двух разных постов управления рулевых устройств.

Рули

По конструктивному исполнению рули подразделяются на простые, полубалансирные, балансирные, обтекаемые и т. д., а по принципу действия — на пассивные и активные.

Пассивным называется руль, который воспринимает и передает только силу давления воды на перо. Активный руль, помимо этой силы, передает еще и силу упора собственного движителя, размещаемого в грушевидной насадке пера руля.

Привод движителя монтируется совместно с ним или выносится в судовое помещение.

Активный руль повышает маневренность судна, позволяя перекладывать руль до 70—90° на борт, и может давать приращение скорости судна на 1,5 узла, имея мощность привода движителя от 8 до 11% от мощности главных двигателей.

Схема активного руля приведена на рис. 67. Гребной винт руля соединен с валом электродвигателя эластично. Питание к электродвигателю подводится по кабелю, проходящему через гельмпортовую трубу вдоль баллера. Двигатель охлаждается водой и внутренние поверхности его покрыты антикоррозионным лаком, являющимся одновременно и электроизоляцией. Управляется активный руль непосредственно с мостика.

Рулевые приводы

По конструктивному исполнению и принципу действия рулевые приводы подразделяются на:

• румпельные и секторные со штуртросной передачей;
• винтовые механические;
• ледокольного типа;
• секторные с зубчатой передачей;
• гидравлические;

Первый тип привода применяется при значительном удалении рулевой машины от руля и в настоящее время встречается лишь на малых судах.

Винтовые механические приводы применяются исключительно редко, да и то в качестве запасных.

Ледокольный привод представляет собой мощный румпель с расположенной на нем паровой рулевой машиной.

Этот привод применялся на паровых ледоколах старой постройки.

Некоторое распространение имеет секторный зубчатый привод на судах.

Одна из конструкций привода показана на рис. 68. Сектор насажен на баллер свобод¬но и находится в зацеплении с зубчатой шестерней, приводимой во вращение от вала рулевой машины. Посредством амортизационных пружин сектор соединяется с румпелем, плотно насаженным на баллер на шпонке.

Амортизационные пружины предназначены для передачи движения на румпель и для гашения динамических нагрузок руля, могущих привести к поломкам зубьев сектора и шестерни.

Современные недавно построенные и вновь строящиеся суда оборудуются в подавляющем большинстве гидравлическими рулевыми приводами, которые подразделяются на плунжерные (скальчатые), винтовые, плунжерные секторно-кольцевые и лопастные.

Плунжерные (скальчатые) приводы изготовляются двух- и четырех-скальчатыми. Двух- скальчатый рулевой гидропривод приведен на рис. 69. Цилиндровые скалки соединены между собой скользящей муфтой или подшипником румпеля.

Румпель скользит в подшипнике и одновременно, испытывая давление со стороны скалок, поворачивается. Направление движения скалок зависит от направления подачи рабочего масла в цилиндры привода. Цилиндры соединяются между собой трубопроводами с перепускными клапанами, которые срабатывают при резком возрастании нагрузки в одном из цилиндров.

Винтовой гидравлический привод приведен на рис. 70, а. Корпус и цилиндр привода жестко закреплены на фундаменте. К корпусу крепится верхняя крышка, изготовленная заодно с резьбовой втулкой, внутри которой проходит свободно баллер.

На баллере в нижней части сидит неподвижно на шпонке стакан с внешними шлицами. Шлицами соединяется со стаканом кольцевой поршень, имеющий также резьбовое зацепление с верхней крышкой привода.

Соответствующие места уплотнены внутри привода кольцами из маслостойкой резины.

При подаче рабочего масла в верхнюю полость 8 поршень будет опускаться вниз и одновременно поворачиваться в резьбе крышки. Вращение передается баллеру и руль поворачивается. Из нижней полости масло отводится к насосу. Для обратного поворота руля рабочее масло подается в нижнюю полость и отводится из верхней полости привода. Поршень будет двигаться вверх, а руль — поворачиваться в противоположном направлении.

На квадратную головку баллера может надеваться румпель запасного привода. Конструкция винтового гидравлического привода компактна, но сложна, и сам привод имеет сравнительно низкий механический к.п.д.

Плунжерный секторно-кольцевой гидравлический рулевой привод показан на рис. 70, б. Этот привод получил некоторое распространение на современных морских судах иностранного флота.

Кольцевой цилиндр привода разделен перемычкой на две рабочие полости, в которых помещены пустотелые плунжеры, перемещающиеся по кольцевым рабочим полостям цилиндра. Разделительная перемычка имеет два отверстия, через которые производится подвод и отвод рабочего масла из полостей цилиндра. Рабочее масло давит на торец плунжера и заставляет его перемещаться. Торец плунжера оборудован уплотнением из маслостойкой резины для предотвращения протечек масла из полости цилиндра наружу.

Румпель насажен на баллере на штоке и входит своим приводным концом в специальную втулочную перемычку плунжеров. Секторно-кольцевой привод прост по устройству, но имеет серьезный эксплуатационный недостаток — трудность обеспечения внутреннего уплотнения.

Очень большое распространение в настоящее время получил лопастной гидравлический рулевой привод. Основными узлами его являются цилиндр с крышкой и ротор. Ротор представляет собой ступицу с закрепленными на ней или изготовленными совместно рабочими лопастями и насаживается на конический конец баллера или промежуточный вал на шпонке. Встречаются цельнолитые конструкции ротора, присоединяемого к баллеру фланцевым соединением.

Изготовляются лопастные рулевые приводы и в нашей стране и за рубежом.

Рулевые машины

В некоторых литературных источниках и в производственной практике понятие о рулевой машине, часто отождествляют с понятием всего рулевого устройства или рулевого привода. Это неправильно, так как рулевая машина — лишь составная часть рулевого устройства.

На судах морского флота применяются паровые, электрические, гидравлические и ручные рулевые машины. Ручная машина и ручной привод играют только вспомогательную роль. Мощность рулевых машин составляет от 0,60 до 0,65% от мощности главного двигателя в 3000 л. с. и 0,18—0,19% при мощности главного двигателя 60 000 л. с.

Замена парусного флота паровым привела к быстрому росту скорости и водоизмещения судов. Условия ручного штурвального управления рулем затруднились и возникла необходимость применения механических рулевых машин. Основной энергией на паровых судах была энергия пара и поэтому прежде всего стали применяться паровые рулевые машины.

Рулевое устройство судна оборудуется одной паровой маши¬ной. Машина двухцилиндровая в вертикальном или горизонтальном исполнении. Через цилиндрическую зубчатую или червячную передачу рулевая машина передает мощность зубчатому сектору или грузовому барабану при штуртросном рулевом приводе.

Рулевая машина должна сразу же пускаться из любого положения, и реверс должен осуществляться без задержки. Поэтому машина работает без расширения пара и мотыли расположены под углом 90° друг к другу. Паровые золотники машины не имеют перекрышей, каждый цилиндр снабжен своим золотником и устанавливается третий пусковой золотник. Схема парораспределения рулевой паровой машины приведена на рис. 71. На двух частях рисунка пусковой золотник показан в своих крайних положениях. Движение пара и поршней машины показано стрелками. При среднем положении пускового золотника доступ пара к цилиндрам прекращается и машина останавливается. Скорость вращения вала рулевой машины и перекладки руля при работе рулевого устройства зависит от величины открытия паровых окон пусковым золотником, т. е. от количества подаваемого в цилиндры пара.

Цилиндровые золотники приводятся в движение от вала рулевой машины, а пусковой золотник — с мостика. Пусковой золотник связан с валом рулевой машины сервомотором, т. е. устройством для согласования действий штурвала и рулевой машины, которое служит для возврата пускового золотника в среднее положение после прекращения воздействий с мостика или другого поста управления.

Паровые рулевые машины оборудуются клапанами экономии, устанавливаемыми между пусковым золотником и стопорным паровым клапаном. Назначение клапана экономии — прекратить доступ пара к пусковому золотнику несколько раньше, чем он придет в среднее положение. В среднее положение золотник возвращается сервомотором, но не сразу, а в течение некоторого времени. Доступ пара в цилиндры машины постепенно прекращается и вращение ее замедляется. Наконец, наступает такой момент, когда паровая машина не может преодолеть силы сопротивления в рулевом устройстве из-за малого количества поступающего в нее пара и останавливается раньше, чем пусковой золотник станет в среднее положение. Паровые окна не будут закрыты полностью и через них свежий пар будет постоянно перетекать в магистраль отработавшего пара. Для предотвращения этих бесполезных утечек свежего пара устанавливается клапан экономии. Клапан может приводиться в действие автоматически от давления пара или механически от общего привода с пусковым золотником.

Электрическая рулевая машина представляет собой обычный электродвигатель постоянного или переменного тока, на валу которого закрепляется червяк, работающий в паре с червячным колесом. На одном валу с червячным колесом укрепляется прямозубая шестерня, входящая в зацепление с зубчатым сектором рулевого привода.

Во многих случаях рулевое устройство оборудуется двумя электродвигателями: рабочим и резервным. Установка их выполняется с учетом возможности осевого перемещения и вывода из зацепления с червячным колесом при переходе с одного электродвигателя на другой или на запасной привод. Для предотвращения чрезмерного поворота зубчатого сектора устанавливаются конечные выключатели, прерывающие питание электродвигателя током.

Электрогидравлическая рулевая машина представляет собой электроприводной насос, перемещающий рабочее масло в системе гидропривода. Применяются ротационные насосы (поршневые, винтовые, пластинчатые) и шестеренные с переменной и постоянной производительностью. Устанавливаются также две рулевые машины—рабочая и резервная.

Ротационный радиально-поршневой насос рулевой машины приведен на рис. 72.

Насос состоит из корпуса, регулировочного кольца и ротора. Основу ротора составляет звезда цилиндров, вращающаяся вместе с поршнями. Поршни имеют башмаки, а в некоторых конструкциях ролики, которые скользят по внутренней поверхности регулировочного кольца. Регулировочное кольцо выполняет роль пускового золотника, связано своими цапфами с телемотором и сервомотором и имеет возможность поперечного перемещения. Центральная полость звезды цилиндров разделена на две части неподвижной горизонтальной перегородкой. Каждая часть полости сообщается через отверстия с трубопроводами рулевого привода.

Средний рисунок насоса показывает нахождение регулировочного кольца в нейтральном или среднем положении. При вращении ротора поршни не имеют возвратно-поступательного движения и насос не производит перемещение рабочего масла. Этот момент соответствует удержанию руля в заданном положении.

Крайние рисунки показывают расположение регулировочного кольца в своих крайних положениях, что соответствует максимальной производительности насоса и максимальной скорости перекладки руля. При вращении ротора в направлении, указанном стрелкой, отвод регулировочного кольца вправо обеспечивает всасывание масла в центральную полость насоса через верхнее отверстие, а нагнетание — через нижнее. С отводом кольца влево всасывание будет производиться через нижнее отверстие, а нагнетание — через верхнее. Таким образом изменяется направление движения масла в трубопроводах и направление поворота привода и перекладки руля.

Ротор насоса вращается с постоянным числом оборотов. Напор насоса постоянный, а производительность переменная и зависит от степени отвода регулировочного кольца от среднего положения. Такой насос называется насосом с регулируемой производительностью.

Отечественное рулевое устройство РЭГ-ОВИМУ-7 с лопастным рулевым приводом, разработанное под руководством В. В. Завиша, приведено на рис. 73.

Рулевой привод двухлопастной и состоит из цилиндра и ротора. Ротор цельнолитой и имеет фланец, при помощи которого присоединяется к баллеру. Рулевая машина электрогидравлическая, насос ротационный пластинчатый марки Г-12-14 (ЛЗФ-70) постоянной производительности 73 л/мин при 1000 об/мин и мощности 5,6 квт. Рабочая жидкость — турбинное масло 22. Допускается применение и другого, более вязкого, масла. Давление масла в системе 35 кГ/см².

На рисунке руль стоит в заданном положении, насос разгружен и работает вхолостую, перемещая масло в направлении, указанном сплошными стрелками через отверстия г, е и б.

Для перекладки руля на правый борт каретка приемника телемотора отводится вправо воздействием на нее давления жидкости, перемещаемой в системе телемотора вращением рулевого штурвала. Золотники распределительного устройства переместятся вправо и отверстия д и в откроются, а отверстие е закроется. Масло будет перемещаться в системе в направлении, указанном пунктирными стрелками, и поступать в цилиндр привода через отверстия г и в. Ротор привода и руль будут поворачиваться против часовой стрелки.

Чтобы удержать руль в нужном положении, рулевой перестает вращать штурвальное колесо и сервомотор возвращает золотники распределительного устройства в среднее положение. Насос начинает работать опять вхолостую.

Для перекладки руля на левый борт рулевой вращает штурвальное колесо в обратном направлении. Каретка телемотора отводится влево и в этом же направлении переместится распределительный золотник (нижний), а разгрузочный золотник опять передвинется вправо. Масло теперь будет идти к приводу через отверстия г и д, а от привода — через в и б. Ротор привода и руль будут поворачиваться по часовой стрелке.

Распределительный и разгрузочный золотники связаны с ротором привода системой рычагов, представляющих собой сервомотор. Ротор всегда оказывает на золотники действие, обратное действию телемотора. Поэтому с прекращением вращения штурвального колеса действие телемотора прекращается и ротор рулевого привода своим движением приведет золотники в среднее положение через систему сервомотора.

Чтобы показания аксиометра совпадали с действительным положением руля, предусмотрен возврат разгрузочного золотника в среднее положение лишь после того, как распределительный золотник станет в среднее положение. Для этого к разгрузочному золотнику придан фиксатор в верхней части. При отводе золотника из среднего положения поршень фиксатора опускается вниз под действием давления пружины и застопоривает разгрузочный золотник. Когда распределительный золотник станет в среднее положение и закроет окна див, перераспределением гидравлического давления на поршень фиксатора последний поднимется вверх и даст возможность пружине разгрузочного золотника вернуть его в среднее положение.

В системе рулевого устройства предусмотрены предохранительный клапан для перепуска масла в случае заклинивания разгрузочного золотника в правом положении и перепускные клапаны для сброса масла из одной полости привода в другую при сильных ударах волн о перо руля.

Сервомоторы и телемоторы

Сервомотор — обязательный элемент каждой рулевой машины. Принцип действия всех сервомоторов одинаков, а конструктивное исполнение разное и зависит от типа рулевой машины и рулевого привода.

Одна из конструкций сервомотора паровой рулевой машины приведена на рис. 74.

Рабочий вал лежит в подшипниках и имеет опорные диски, препятствующие осевому перемещению вала. Рулевой штурвал выполнен совместно со ступицей, имеющей резьбовую нарезку. Ступица навинчена на вал и имеет кольцевой паз, куда входят выступы углового вильчатого рычага. Рычаг связан со штоком пускового золотника.

Для перекладки руля рулевой вращает штурвал, который навинчивается или вывинчивается с вала и перемещается по оси. Перемещение ступицы штурвала приводит к повороту углового рычага, который выводит пусковой золотник из среднего положения, и рулевая машина начинает работать. Через шестеренную передачу вращение вала рулевой машины передается рабочему валу, который оказывает на ступицу штурвального колеса действие, обратное действию рулевого, и будет стремиться вернуть штурвальное колесо и пусковой золотник в среднее положение.

Если скорость вращения штурвального колеса будет равна скорости вращения рабочего вала, пусковой золотник будет находиться в заданном положении и рулевая машина будет работать с постоянной скоростью. Для увеличения скорости вращения рулевой машины и перекладки руля рулевой должен вращать штурвальное колесо с возрастающей скоростью.

После перекладки руля на за¬данный угол рулевой отпускает штурвальное колесо. Рулевая машина еще будет работать некоторый малый промежуток времени, рабочий вал вернет штурвальное колесо и пусковой золотник в среднее положение, и машина остановится.

У гидравлических рулевых машин роль сервомотора выполняют рычажные передачи.

Почти на всех морских судах рулевая машина удалена от поста управления ею и, поэтому применяются специальные телединамические передачи или телемоторы для связи поста управления с пусковым устройством рулевой машины.

Существуют валиковый, стержневой, тросовый, электрический и гидравлический телемоторы. Последние два имеют преимущественное применение.

Гидравлический телемотор приведен на рис. 75. Основу телемотора составляют датчик (рулевая тумба) и приемник. Датчик устанавливается на мостике, а приемник — в румпельном отделении и соединяются между собой трубопроводами. Предварительное заполнение системы телемотора маслом производится при помощи ручного насоса. Воздух при заполнении системы отводится через воздушную пробку крышки цилиндра датчика, а заполнение контролируется по переливу масла в бачок через сливной трубопровод.

Внутри датчика находится зубчатая рейка с закрепленным на ней поршнем. Рейка приводится в движение от рулевого штурвала через зубчатую цилиндрическую передачу. К цилиндру датчика прикреплен резервуар, связанный с рабочей полостью датчика при посредстве двух клапанов. Один клапан служит для перепуска масла из цилиндра датчика в резервуар в случае чрезмерного повышения давления в системе, другой — для перепуска масла из резервуара в цилиндр датчика при значительном понижении давления в системе.

Приемник состоит из двух неподвижных пустотелых скалок и подвижного цилиндра, разделенного перегородкой на две части. К цапфам цилиндра присоединены две тяги, связанные со штоком пускового золотника рулевой машины.

При вращении штурвала против часовой стрелки зубчатая рейка и поршень датчика будут двигаться вверх. Масло будет выдавливаться из верхней полости цилиндра датчика и поступать в нижнюю полость цилиндра приемника. Цилиндр будет двигаться вверх, сжимая пружину и выталкивая масло из верхней полости в нижнюю полость цилиндра датчика. Тяги выведут золотник из среднего положения, и рулевая машина начнет работать.

Если рулевой перестанет вращать штурвал и отпустит его, пружина начнет расширяться и заставит цилиндр приемника опускаться вниз. Ход масла в системе будет обратный, и цилиндр приемника и зубчатая рейка с поршнем датчика будут возвращены в среднее положение. Сервомотор остановит рулевую машину.

Вращением штурвала по часовой стрелке обеспечится перекладка руля на другой борт.

Для управления рулевой машиной широко применяются авторулевые, заменяющие рулевого и повышающие экономичность рулевого устройства за счет более точного управления рулевой машиной и уменьшения расхода энергии. Вдобавок, судно идет более устойчиво, меньше рыскает, что снижает расход топлива главным двигателем и сокращает время перехода судна.

Обслуживание рулевых устройств

При обслуживании рулевых устройств необходимо руководствоваться общими указаниями по обслуживанию палубных механизмов, а также указаниями ССХ и заводов-изготовителей.

Рулевое устройство должно быть в полной готовности к моменту выхода судна в рейс. Приготовление рулевой машины к действию производится по указанию вахтенного помощника капитана.

В процессе приготовления к действию паровой рулевой ма¬шины производится ее внешний осмотр, прогревается паропровод и машина, проверяется действие пускового золотника, серво¬мотора и клапана экономии. Все необходимые части смазы¬ваются. Телемотор заполняется рабочей жидкостью, если необхо¬димо, и проверяется плотность гидравлической системы по удер¬жанию давления масла.

У секторного или механического винтового привода обращается особое внимание на состояние шестерен, червяков и червячных колес. При сломанных или треснутых зубьях работа рулевого привода запрещается.

В электрогидравлической рулевой машине проверяется уровень масла в расширительном бачке, действие и переход с одного насоса на другой и с основного привода на запасной и обратно, плотность соединений и отсутствие пропусков рабочего масла из системы.

Действие рулевого устройства проверяется пробными пусками с контролированием согласованности действия всех узлов. Замеченные ненормальности в работе устраняются.

Вахтенный моторист или машинист обязан не менее двух раз за вахту проверять работу рулевой машины и смазывать трущиеся части на ходу судна. При этом также проверяется нагрев трущихся деталей на ощупь или по показаниям термометров и наличие шумов и стуков в рабочих частях рулевого устройства.

В гидравлических системах проверяется уровень масла в бачках, не допускается снижение уровня ниже метки на указательной шкале или колонке. При длительной работе рулевого устройства необходимо работать поочередно рулевыми машинами, если их две.

О всех замеченных ненормальностях в работе рулевого устройства необходимо немедленно докладывать вахтенному механику. В случае нагрева трущихся частей машины выше нормы выделяется самостоятельный вахтенный для наблюдения за рулевым устройством.

При кратковременной остановке рулевой машины закрывается стопорный клапан свежего пара и открываются краны продувания паровых цилиндров. При остановке машины на длительное время все паровые клапаны, за исключением кранов продувания, закрываются. Руль должен быть установленным в среднее положение.

Вывод электрической и электрогидравлической рулевой машины из действия производится отключением питания электродвигателя. Гидравлическая система должна быть проверена на плотность и на отсутствие течи рабочей жидкости из системы.

§ 31. Рулевое устройство. Общее устройство судов

§ 31. Рулевое устройство

Рулевое устройство служит для изменения направления движения судна, обеспечивая перекладку пера руля на некоторый угол в заданный промежуток времени.

Основные элементы рулевого устройства показаны на рис. 54.

Руль – основной орган, обеспечивающий работу устройства. Он действует только на ходу судна и в большинстве случаев располагается в кормовой части. Обычно на судне один руль. Но иногда для упрощения конструкции руля (но не рулевого устройства, которое при этом усложняется) ставят несколько рулей, сумма площадей которых должна быть равной расчетной площади пера руля.

Основной элемент руля – перо . По форме поперечного сечения перо руля может быть: а) пластинчатым или плоским, б) обтекаемым или профилированным.

Преимущество профилированного пера руля в том, что сила давления на него превосходит (на 30% и более) давление на пластинчатый руль, что улучшает поворотливость судна. Отстояние центра давления такого руля от входящей (передней) кромки руля меньше, и момент, необходимый для поворота профилированного руля, также меньше, чем у пластинчатого руля. Следовательно, потребуется и менее мощная рулевая машина. Кроме того, профилированный (обтекаемый) руль улучшает работу винта и создает меньшее сопротивление движению судна.

Форма проекции пера руля на ДП зависит от формы кормового образования корпуса, а площадь – от длины и осадки судна (L и Т). У морских судов площадь пера руля выбирается в пределах 1,7-2,5% от погруженной части площади диаметральной плоскости судна. Ось баллера является осью вращения пера руля.

Баллер руля в кормовой подзор корпуса входит через гельм- портовую трубу. На верхней части баллера (голове) крепится на шпонке рычаг, называемый румпелем , служащий для передачи вращательного момента от привода через баллер на перо руля.

Рис. 54. Рулевое устройство. 1 – перо руля; 2 -баллер; 3 – румпель; 4 – рулевая машина с рулевым приводом; 5 -гельмпортовая труба; 6 – фланцевое соединение; 7 – ручной привод.

Судовые рули принято классифицировать по следующим признакам (рис. 55).

По способу крепления пера руля с корпусом судна различают рули:

а) простые – с опорой на нижнем торце руля или со многими опорами на рудерпосте;

б) полуподвесные – с опорой на специальном кронштейне в одной промежуточной точке по высоте пера руля;

в) подвесные – висящие на баллере.

По положению оси вращения относительно пера руля различают рули:

а) пебалапсириые – с осью, размещенной у передней (входящей) кромки пера;

б) полубалансирные – с осью, расположенной на некотором расстоянии от передней кромки руля, и отсутствием площади в верхней части пера руля, в нос от оси вращения;

Рис. 55. Классификация судовых рулей в зависимости от способа крепления их с корпусом и расположения оси поворота: а – небалансирные; б- балансирные. 1 – простой; 2 – полуподвесной; 3 – подвесной.

в) балансирные – с осью, расположенной так же, как у полу- балансирного руля, но с площадью балансирной части пера на всю высоту руля.

Отношение площади балансирной (носовой) части ко всей площади руля называется коэффициентом компенсации, который у морских судов лежит в пределах 0,20-0,35, а у речных 0,10-0,25.

Рулевой привод представляет собой механизм, передающий на руль усилия, развиваемые в рулевых двигателях и машинах.

Рулевая машина на судах приводится в действие электрическими или электрогидравлическими двигателями. На судах длиною менее 60 м разрешается вместо машины установка ручных приводов. Мощность рулевой машины выбирается исходя из расчета перекладки руля на предельный угол до 35° с борта на борт за 30 сек.

Рулевой привод предназначается для передачи команд от штурмана из рулевой рубки к рулевой машине в румпельное отделение. Наибольшее применение находят электрическая или гидравлическая передачи. На малых судах применяются валиковые или тросовые приводы, в последнем случае этот привод называют – штуртросовым.

Рис. 56. Активный руль: а – с конической передачей на винт; б – с электромотором водяного исполнения.

Контрольные приборы следят за положением рулей и исправным действием всего устройства.

Приборы управления передают приказания рулевому при управлении рулем вручную. Рулевое устройство – одно из самых важных устройств, обеспечивающих живучесть судна.

На случай аварии рулевое устройство имеет дублирующий пост управления рулем, состоящий из штурвала и ручного привода, расположенных в румпель- ном отделении или вблизи от него.

На малых ходах судна рулевые устройства становятся недостаточно эффективными и порой делают судно совершенно неуправляемым.

Для повышения маневренности на современных судах некоторых типов (промысловых, буксирах, пассажирских и специальных судах и кораблях) устанавливают активные рули, поворотные насадки, подруливающие устройства или крыльчатые движители. Эти устройства позволяют судам самостоятельно выполнять сложные маневры в открытом море, а также проходить без вспомогательных буксиров узкости, входить на акваторию рейда и гавани и подходить к причалам, разворачиваться и отходить от них, экономя на этом время и средства.

Активный руль (рис. 56) представляет собой перо обтекаемого руля, на задней кромке которого установлена насадка с гребным винтом, приводящимся в движение от валиковой кони- ческой передачи, проходящей через пустотелый баллер и вращающийся от электродвигателя, установленного на голове баллера. Существует тип активного руля с вращением винта от электродвигателя водяного исполнения (работающего в воде) вмонтированного в перо руля.

При перекладке активного руля на борт работающий в нем винт создает упор, разворачивающий корму относительно оси поворота судна. При работе гребного винта активного руля на ходу судна скорость судна увеличивается на 2-3 узла. При остановленных главных двигателях от работы гребного винта активного руля судну сообщается малый ход до 5 узл.

Поворотная насадка , установленная вместо руля, при перекладке на борт отклоняет отбрасываемую гребным винтом струю воды, реакция которой вызывает разворот кормовой оконечности судна. Поворотные насадки преимущественно находят применение на речных судах.

Подруливающие устройства выполняются обычно в виде туннелей, проходящих через корпус, в плоскости шпангоутов, в кормовой и носовой оконечностях судна. В туннелях размещается гребной винт, крыльчатый или водометный движитель, создающие струи воды, реакции которых, направленные от противоположных бортов, разворачивают судно. При работе кормового и носового устройства на один борт судно перемещается лагом (перпендикулярно диаметральной плоскости судна), что очень удобно при подходе или отходе судна от стенки.

Крыльчатые движители, установленные в оконечностях корпуса также увеличивают маневренность судна.

Рулевое устройство подводной лодки обеспечивает более разнообразные ее маневренные качества. Устройство предназначается для обеспечения управляемости подводных лодок в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Управление подводной лодкой в горизонтальной плоскости обеспечивает плавание лодки по заданному курсу и осуществляется вертикальным и рулями , площадь которых несколько больше площади рулей надводных судов и определяется в пределах 2-3% от площади погруженной части диаметральной плоскости лодки.

Управление подводной лодкой в вертикальной плоскости на заданной глубине обеспечивается при помощи горизонтальных рулей.

Рулевое устройство горизонтальных рулей состоит из двух пар рулей с их приводами и передачами. Рули делаются парными, т. е. на одном горизонтальном баллере располагаются по бортам лодки два одинаковых пера руля. Горизонтальные рули бывают кормовыми и носовыми в зависимости от места расположения по длине лодки. Площадь кормовых горизонтальных рулей больше площади носовых рулей в 1,2-1,6 раза. Благодаря этому эффективность кормовых горизонтальных рулей в 2-3 раза выше эффективности носовых. Для увеличения момента, создаваемого кормовыми горизонтальными рулями, их обычно располагают за винтами.

Носовые горизонтальные рули на современных подводных лодках являются вспомогательными, их делают заваливающимися и устанавливают в носовой надстройке выше ватерлинии, чтобы не создавать дополнительного сопротивления и не мешать управлению лодкой при помощи кормовых горизонтальных рулей на больших скоростях подводного хода.

Обычно на полной и средней скорости подводного хода управление подводной лодкой производится при помощи одних кормовых горизонтальных рулей.

При малой скорости хода управление лодкой кормовыми горизонтальными рулями становится невозможным. Скорость, при которой лодка теряет управляемость, называется инверсивной скоростью. На этой скорости лодка должна управляться одновременно кормовыми и носовыми горизонтальными рулями.

Основные составные элементы рулевого устройства горизонтальных рулей и вертикальных рулей однотипны.

Рулевые машины и рулевые приводы

Рулевое устройство предназначено для изменения направления движения судна и удержания его на заданном курсе. В состав рулевого устройства входят: руль — для восприятия давления воды и поворота судна; рулевой привод — для связи с рулевой машиной и передачи вращающего момента на баллер; рулевая машина (двигатель) — для обеспечения работы рулевого привода; телединамическая передача (теледвигатель) — для связи рулевой машины с постом управления судна.

Таким образом, рулевая машина является составной частью рулевого устройства.

Рулевые машины по виду используемой энергии делятся на ручные, паровые, электрические и гидравлические. Часто применяют различные комбинации этих основных типов: пароручные, парогидравлические, ручные гидравлические и электрогидравлические.

Ручные и пароручные рулевые машины устанавливают только на небольших судах. Их обычно комбинируют со штур-тросовой проводкой или валиковой передачей. Конструкция этих машин довольно проста; она включает штурвальную тумбу, внутри которой располагается зубчатая передача (ведущая и ведомая шестерни), тяговый барабан (при шгуртросовой проводке) или звездочки (при цепном штуртросе). Вся система приводится в движение от штурвального колеса, поворачиваемого вручную рулевым или с помощью простых пароручных рулевых машин.

На рис. 1 показана схема пароручной рулевой машины, управляемой с поста управления. Она состоит из трех валов: рабочего 11, промежуточного 15 и валика 17 серводвигателя. Пусковой золотник 1 соединен рычагом 2 с валиком серводвигателя. На этом валике на скользящей шпонке насажена коническая шестерня 16, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 3 валиковой передачи 4, идущей от штурвала 7, расположенного на ходовом мостике. На правом конце валика серводвигателя навинчена шестерня 5, ступица которой лежит в подшипнике 6. На промежуточном валу находится червячное колесо 14, получающее вращение от машины через червячный вал 13, промежуточную шестерню 9 и ручной штурвал 8.

На рабочем валу жестко закреплены штуртросовый барабан 12 и шестерня 10.

Рис. 1. Схема пароручной рулевой машины.

Вращение штурвала через валиковую передачу 4 передается валику серводвигателя. При вращении валик будет передвигаться вдоль оси, ввинчиваясь в нарезку шестерни 5. Рычагом 2 валик выведет пусковой золотник из среднего положения, и пар поступит в цилиндры паровой машины, которая начнет работать, вращая промежуточный и рабочий валы и тем самым перекладывая руль. Одновременно при работе машины промежуточная шестерня вращает шестерню 5, которая стремится передвинуть валик серводвигателя в обратную сторону.

При остановке штурвала рулевая машина продолжает работать. Поэтому шестерня, вращаясь, передвинет валик серводвигателя и поставит пусковой золотник машины в среднее положение. В результате машина остановится, и перекладка руля прекратится.

Для ручной перекладки руля необходимо ручной штурвал соединить с промежуточным валиком, включить червячную шестерню и разъединить валик сервомотора с валиковой передачей.

Рулевое устройство — Моряк

Рулевое устройство служит для изменения направления движения судна или удерживать его на заданном курсе. В последнем случае задачей рулевого устройства является противодействие внешним силам, таким как ветер или течение, которые могут привести к отклонению судна от заданного курса.

Рулевые устройства известны с момента возникновения первых плавучих средств. В древности рулевые устройства представляли собой большие распашные весла, укрепленные на корме, на одном борту или на обоих бортах судна. Во времена средневековья их стали заменять шарнирным рулем, который помещался на ахтерштевне в диаметральной плоскости судна. В таком виде он и сохранился до наших дней. Рулевое устройство состоит из руля, баллера, рулевого привода, рулевой передачи, рулевой машины и поста управления (рис. 6.1).

Рулевое устройство должно иметь два привода: главный и вспомогательный.
Главный рулевой привод — это механизмы, исполнительные приводы перекладки руля, силовые агрегаты рулевого привода, а также вспомогательное оборудование и средства приложения крутящего момента к баллеру (например, румпель или сектор), необходимые для перекладки руля с целью управления судном в нормальных условиях эксплуатации.
Вспомогательный рулевой привод – это оборудование необходимое для управления судном в случае выхода из строя главного рулевого привода, за исключением румпеля, сектора или других элементов, предназначенных для той же цели.
Главный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля с 350 одного борта на 350 другого борта при максимальной эксплуатационной осадке и скорости переднего хода судна не более чем за 28 секунд.
Вспомогательный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля с 150 одного борта на 150 другого борта не более чем за 60 секунд при максимальной эксплуатационной осадке судна и скорости, равной половине его максимальной эксплуатационной скорости переднего хода.
Управление вспомогательным рулевым приводом должно быть предусмотрено из румпельного отделения. Переход с главного на вспомогательный привод должен выполняться за время, не превышающее 2 минуты.
Руль – основная часть рулевого устройства. Он располагается в кормовой части и действует только на ходу судна. Основной элемент руля – перо, которое по форме может быть плоским (пластинчатым) или обтекаемым (профилированным).
По положению пера руля относительно оси вращения баллера различают (рис. 6.2):
— обыкновенный руль – плоскость пера руля расположена за осью вращения;
— полубалансирный руль – только большая часть пера руля находится позади оси вращения, за счет чего возникает уменьшенный момент вращения при перекладке руля;
— балансирный руль – перо руля так расположено по обеим сторонам оси вращения, что при перекладке руля не возникают какие-либо значительные моменты.

В зависимости от принципа действия различают пассивные и активные рули. Пассивными называются рулевые устройства, позволяющие производить поворот судна только во время хода, точнее сказать, во время движения воды относительно корпуса судна.
Винторулевой комплекс судов не обеспечивает их необходимую маневренность при движении на малых скоростях. Поэтому на многих судах для улучшения маневренных характеристик используются средства активного управления, которые позволяют создавать силу тяги в направлениях, отличных от направления диаметральной плоскости судна. К ним относятся: активные рули, подруливающие
устройства, поворотные винтовые колонки и раздельные поворотные насадки.

Активный руль – это руль с установленным на нем вспомогательным винтом, расположенным на задней кромке пера руля (рис. 6.3). В перо руля встроен электродвигатель, приводящий во вращение гребной винт, который для защиты от повреждений помещен в насадку. За счет поворота пера руля вместе с гребным винтом на определенный угол возникает поперечный упор, обусловливающий поворот судна. Активный руль используется на малых скоростях до 5 узлов. При маневрировании на стесненных акваториях активный руль может использоваться в качестве основного движителя, что обеспечивает высокие маневренные качества судна. При больших скоростях винт активного руля отключается, и перекладка руля осуществляется в обычном режиме.
Раздельные поворотные насадки (рис. 6.4). Поворотная насадка – это стальное кольцо, профиль которого представляет элемент крыла. Площадь входного отверстия насадки больше площади выходного. Гребной винт располагается в наиболее узком ее сечении. Поворотная насадка устанавливается на баллере и поворачивается до 40° на каждый борт, заменяя руль. Раздельные поворотные насадки установлены на многих транспортных судах, главным образом речных и смешанного плавания, и обеспечивают их высокие маневренные характеристики.

Подруливающие устройства (рис. 6.5). Необходимость создания эффективных средств управления носовой оконечностью судна привела к оборудованию судов подруливающими устройствами. ПУ создают силу тяги в направлении, перпендикулярном диаметральной плоскости судна независимо от работы главных движителей и рулевого устройства. Подруливающими устройствами оборудовано большое количество судов самого разного назначения. В сочетании с винтом и рулем ПУ обеспечивает высокую маневренность судна, возможность разворота на месте при отсутствии хода, отход или подход к причалу практически лагом.

В последнее время получила распространение электродвижущаяся система  AZIPOD (Azimuthing Electric Propulsion Drive), которая включает в себя дизельгенератор, электромотор и винт (рис. 6.6).

Дизель-генератор, расположенный в машинном отделении судна, вырабатывает электроэнергию, которая по кабельным соединениям передается на электромотор. Элетромотор, обеспечивающий вращение винта, расположен в специальной гондоле. Винт находится на горизонтальной оси, уменьшается количество механических передач. Винторулевая колонка имеет угол разворота до 3600, что значительно повышает управляемость судна.
Достоинства AZIPOD:
– экономия времени и средств при постройке;
– великолепная маневренность;
– уменьшается расход топлива на 10 – 20 %;
– уменьшается вибрация корпуса судна;
– из-за того, что диаметр гребного винта меньше – эффект кавитации снижен;
– отсутствует эффект резонанса гребного винта.
Один из примеров использования AZIPOD – танкер двойного действия (рис.6.7), который на открытой воде двигается как обычное судно, а во льдах двигается кормой вперёд как ледокол. Для ледового плавания кормовая часть DAT оснащена ледовым подкреплением для ломки льда и AZIPOD.
На рис. 6.8. показана схема расположения приборов и пультов управления: один пульт для управления судном при движении вперед, второй пульт для управления судном при движении кормой вперед и два пульта управления на крыльях мостика.

Механизмы рулевых устройств

Механические рулевые приводы. Все

суда (за исключением некоторых несамоходных) независимо от назначения оборудуют рулевыми устройствами, обеспечивающими их управляемость. Рулевое устройство состоит из рулей или поворотных направляющих насадок; рулевого привода, связывающего баллер (вал поворота руля) с рулевой машиной; рулевой машины и средств управления ею.

Согласно требованиям Речного Регистра РСФСР рулевые устройства должны иметь основной и запасной приводы. Время поворота насадок или перекладки руля с одного борта на другой на угол 35 ° с помощью основного рулевого привода (при максимальной скорости судна) не должно превышать 30 с. У судов на подводных крыльях и воздушной подушке рулевые приводы обеспечивают перекладку рулей на угол 35 ° в течение 15 с. При перекладке руля или насадок с одного борта на другой на угол 20 ° (со скоростью переднего хода судна 0,6 максимальной и осадке его по грузовую ватерлинию) с помощью запасного рулевого привода время перекладки должно быть не более 60 с.

В зависимости от принятой схемы соединения рулевой машины с баллером различают приводы механические, электрические и гидравлические. Выбор привода определяется типом, размерами, конструкцией и назначением судна. Механические приводы могут быть с гибкой связью (канатные, цепные) и валиковые. Механические приводы с гибкой связью из-за невысокого к. п. д. и незначительных вращающих моментов на баллере применяют в основном на судах небольшой мощности. Поворот баллера и связанного с ним сектора в таких приводах обеспечивается тяговым органом, состоящим из гибких участков (цепей или стальных канатов), направляющих роликов и прямых стержней с ползунами. На участке 8 цепь (канат) наматывается на барабан рулевой машины. Концы гибкой связи уложены в специальные канавки сектора и закреплены штырями. При вращении штурвала поворачиваются в соответствующую сторону сектор, баллер и связанный с ним руль. Динамические нагрузки на привод (удары волн о руль и др.) компенсируются пружинами.

В состав механического валикового привода входят несколько шарнирно соединенных валиков, редуктор и конические зубчатые шестерни. Для уменьшения потерь на трение и повышения к. п. д. валиковый привод монтируют в подшипниках качения. От рулевой машины со штурвалом 8 вращение валиков через конические шестерни, редуктор и цилиндрическую шестерню передается зубчатому сектору. Последний воздействует на пружинные амортизаторы и поворачивает румпель, закрепленный на баллере руля или поворотной насадки. Валиковые рулевые приводы применяют на судах при вращающих моментах на баллере до 4 кН-м.

Электрические и гидравлические приводы. Электрические рулевые приводы с расположением рулевой машины на корме (в румпельном отделении) выполняют секторными. Область их применения ограничивается значениями вращающего момента на баллере до 150 кН-м.

Наибольшее распространение на судах получили секторные машины двух типов: у первого типа основной и запасной приводы соединяются с зубчатым сектором каждый через свой редуктор, у второго — через общий червячно-планетарный редуктор (дифференциал Фе-дорицкого).

Рис. 1. Рулевой привод с гибкой связью

Рис. 2. Схема валикового рулевого привода

Рис. 3. Рулевой привод с червячно-планетарным редуктором

В приводах второго типа основной электродвигатель через редуктор вращает цилиндрическую шестерню, входящую в зацепление с зубчатым сектором. Сектор, посаженный на баллер, свободно поворачивает его через пружинные амортизаторы и румпель, закрепленный на баллере шпонкой.

Редуктор состоит из двух самотормозящих червячных передач, соединенных вертикальными коническими шестернями, свободно посаженных на поперечине. Червячные шестерни, выполнены заодно с горизонтальными коническими шестернями, посажены свободно на вертикальный вал, скрепленный с поперечиной. Червяк связан с валом

Рис. 4. Гидравлические рулевые привод электродвигателя основного привода,

Основной особенностью червячно-планетарного редуктора является то, что вращение от двух приводных электродвигателей на шестерню можно передавать как попеременно, так и одновременно с одинаковой и различной скоростями без каких-либо переключений. При работе основного привода (электродвигателя 7) червячная передача, приводит во вращение конические шестерни, которые перекатываются по верхней горизонтальной конической шестерне, остающейся неподвижной вследствие тормозящих свойств червячной передачи. Поперечина при этом поворачивается в горизонтальной плоскости и вращает вертикальный вал с шестерней.

При включении запасного привода получает вращение червячная передача, а передача остается неподвижной. Шестерни будут вращать вал, перекатываясь по нижней конической шестерне.

Если включить обе передачи с одинаковой частотой вращения и в одном направлении, то конические шестерни вращаться относительно поперечины не будут, а редуктор как одно целое будет вращать вал с передачей удвоенной мощности. При вращении валов электродвигателей в противоположные стороны с одинаковой частотой вращения поперечина останется неподвижной, и перекладка руля (насадки) прекращается.

Электродвигателями управляют из рубки с помощью рукояток основного и запасного приводов. Угол перекладки руля на борт определяется по прибору, называемому аксиометром. Автоматическая остановка электродвигателей при крайних положениях пера руля обеспечивается с помощью конечных выключателей, размыкающих их цепи питания. Привод к выключателям обычно выполняют в виде цепной передачи со звездочками, закрепленными на валу. Предельный угол поворота сектора относительно диаметральной плоскости судна ограничивается специальным упором, укрепленным в корпусе судна.

Значительное распространение на судах в последние годы получили гидравлические рулевые приводы. Для передачи больших мощностей на баллер используют гидравлический плунжерный (поршневой) рулевой привод. Румпель в таких приводах шарнирно соединен с плунжером, который может перемещаться в двух гидроцилиндрах. При нагнетании масла под давлением в один из цилиндров с одновременным отсасыванием его из другого цилиндра плунжер смещается в ту или иную сторону и поворачивает баллер. На серийных судах с гидравлическими рулевыми машинами типа РГ используются плунжерно-реечные приводы. Особенность их устройства заключается в объединении двух соосных гидроцилиндров в один, называемый моментным, с общим двусторонним плунжером. В средней части плунжер имеет вырез с зубчатой рейкой, которая входит в зацепление с шестерней, насаженной на баллер. При подаче масла в ту или иную полость гидроцилиндра плунжер поворачивает шестерню и баллер в соответствующую сторону.

Наиболее простую и компактную конструкцию имеют лопастные гидравлические приводы. Исполнительным механизмом в таких приводах является двух- или трехлопастной гидродвигатель, который состоит из лопастей, скрепленных с баллером, и цилиндрического корпуса/с радиальными перегородками.

Лопасти и радиальные перегородки разделяют корпус гидродвигателя на несколько полостей (в данном случае на четыре), соединенные трубопроводами, через соответствующий переключатель режимов с электроприводным насосом. Если, например, рабочая жидкость давлением 4—5 МПа поступает в гидродвигатель по трубопроводу, баллер руля поворачивается против часовой стрелки до упора лопастей в радиальные перегородки.

При изменении положения переключателя рабочая жидкость нагнетается в гидродвигатель по трубопроводу и баллер руля поворачивается по часовой стрелке. Чтобы исключить утечки рабочей жидкости из одной полости гидродвигателя в другую, торцы лопастей и радиальных перегородок выполнены с уплотнениями из масло-стойкой резины.

Ручные гидравлические машины. По роду используемой энергии рулевые машины обычно подразделяют на ручные, электрические и гидравлические. Ручные рулевые машины применяют на небольших судах, где они являются основным средством управления. На крупных судах их используют в качестве запасного привода. Ручные рулевые машины с гибкой связью имеют штурвальное колесо и горизонтальный вал с барабаном для каната (штуртроса). В большинствве случаев ручные рулевые машины компонуют с валиковой проводкой. Основным узлом такой машины является также штурвальное колесо с горизонтальным валом. При вращении штурвального колеса через систему конических шестерен, шарниров и валиков поворачивается в соответствующую сторону и баллер руля.

Электрические рулевые машины установлены на многих теплоходах, причем оба привода (основной и запасной) могут быть электрическими или только основной привод электрическим, а запасной — ручным.

Большое распространение на судах всех типов и размеров получили гидравлические рулевые машины. Их подразделяют на гидроручные, гидравлические с приводом от главных дизелей и электрогидравлические. Принципиальная схема одной из гидроручных рулевых машин показана на рис. 5. Рабочая жидкость в цилиндры плунжерного привода подается с помощью аксиально-поршневого насоса, встроенного в штурвальную колонку, расположенную в рубке. Насос приводится во вращение через зубчатую передачу при вращении штурвального колеса. От насоса рабочая жидкость в зависимости от направления вращения штурвального колеса поступает в полость клапанной коробки (гидрозамка). Если, например, на поршень гидрозамка будет воздействовать давление снизу, как показано на рис. 5, то левый гидроцилиндр сообщится с нагнетательным трубопроводом насоса, а правый — со всасывающим. Плунжеры гидропривода сместятся вправо, и румпель повернется по часовой стрелке.

При повороте штурвального колеса в другую сторону под воздействием давления окажется правый гидроцилиндр, из-за чего произойдет поворот румпеля в противоположном направлении. Когда штурвальное колесо не вращается, рабочая жидкость в цилиндрах запирается шариковыми клапанами гидрозамка и руль оказывается неподвижным. Во избежание перегрузок и поломок машины, возможных при ударах волн о перо руля, задевании руля за грунт и т. д., в систему гидропривода включены два предохранительных клапана. Заполнение системы маслом производят через клапан. Корпус насоса имеет несколько цилиндров и получает вращение от приводного вала. Поршни насоса выполнены в виде плунжеров, опирающихся под действием пружин своими сферическими концами на шайбу. При вращении вала вместе с ним вращается и шайба, установленная под некоторым углом к оси вала, а плунжеры в этом случае совершают прямолинейное возвратно-поступательное движение в сторону шайбы и обратно. Ход поршней, а следовательно, и подачу насоса можно регулировать путем изменения угла наклона шайбы по отношению к оси вала. В гидроручных машинах применяют, как правило, насосы с постоянной подачей, поэтому угол наклона шайбы в них не изменяется. Как показано на рис. 6, плунжеры, находящиеся при вращении вала в верхней части насоса, движутся к шайбе, при этом происходит всасывание рабочей жидкости в полости а. Плунжеры, сместившиеся в нижнюю часть насоса, при движении влево вытесняют рабочую жидкость из полостей е. Распределение жидкости осуществляется через серпообразные окна в и г в неподвижном опорно-распределительном диске, связанном трубопроводами с гидрозамком привода. Причем при вращении блока цилиндров вместе с валом по часовой стрелке через окно рабочая жидкость будет поступать в насос, а через окно д нагнетаться в магистраль. При изменении направления вращения вала (штурвального колеса), наоборот, через окно д рабочая жидкость будет поступать в полости цилиндров, а через окно б нагнетаться в гидропривод.

Рис. 5. Схема гидроручной рулевой машины

Гидравлические рулевые машины типа РГ. На некоторых теплоходах-толкачах, сухогрузах и пассажирских теплоходах типа «Москва» жидкость в гидросистему привода подается с помощью шестеренного насоса, приводимого в действие через клиноременную передачу от вала отбора мощности главного дизеля. При работе дизеля шестеренный насос забирает масло из бака и через обратный клапан и золотник реверса нагнетает его в один из гидроцилиндров плунжерного или плун-жерно-реечного привода. Плунжер под воздействием давления масла смещается в соответствующую сторону и через румпель поворачивает баллер. Одновременно из полости другого цилиндра масло через золотник реверса и фильтр вытесняется в бак. При включении запасного привода масло подается в гидросистему электроприводным шестеренным насосом через обратный клапан. Давление в системе контролируют по манометру, подключенному к перекидному клапану. В установленных пределах давление поддерживается с помощью предохранительно-перепускных клапанов. Для перекладки руля на правый или левый борт золотник реверса переводится в соответствующее положение с поста управления, на панели которого смонтированы также тумблер включения запасного электропривода, аксиометр, манометр и сигнальная лампа аварийного уровня в масляном баке.

Рис. 6. Аксиально-поршневой насос

Электрогидравлические машины типа Р. Отечественные рулевые машины типизированного ряда Р11—Р22 развивают момент на баллере руля 6,3— 1600 кН-м и выполняются с двухцилиндровым (для одного руля) и четырехцилиндровым (для двух рулей) плунжерным приводом. Гидропривод таких машин оснащен аксиально-поршневым насосом типа 11Д с регулируемой подачей. Приводной вал насоса вращается и через карданную передачу вместе с валом электродвигателя приводит во вращение блок цилиндров. В цилиндрах блока размещены девять поршней, соединенных шатунами с фланцем приводного вала. Блок упирается в подшипник, закрепленный на оси люльки. С торцовой стороны между блоком цилиндров и люлькой 8 установлен золотник-распределитель, который прижимается к люльке пружиной. Люлька может поворачиваться вокруг своей оси в плоскости рисунка на цапфах (пустотелых осях). Насос включается при среднем положении люльки, когда оси блока цилиндра и приводного вала совпадают. В этом случае при вращении вала, карданной передачи и блока относительно оси поршни, вращаясь вместе с блоком, не совершают возвратно-поступательного движения. Масло в гидроцилиндры рулевого привода не подается, и руль остается неподвижным. При повороте люльки относительно цапф блок цилиндров поворачивается на некоторый угол по отношению к оси приводного вала. Поршни будут совершать возвратно-поступательное движение в цилиндрах блока. При перемещении цилиндров вниз поршни передвигаются, как показано на рис. 164, вправо. Давление масла в полостях цилиндров возрастает, и, наоборот, когда цилиндры при вращении блока поднимаются вверх, давление в их полостях падает. Следовательно, при повороте люльки по часовой стрелке масло через отверстие в верхней цапфе по каналам засасывается в цилиндры, а по каналам г через серповидное окно в вытесняется из цилиндров в полость нижней цапфы и далее в нагнетательный трубопровод.

Рис. 7. Аксиально-поршневой насос 11Д

Подача жидкости к гидроцилиндрам привода рулевой машины зависит от значения угла поворота люльки. С увечением угла подача насоса и скорость перекладки руля возрастают. При повороте люльки против часовой стрелки масло из полости нижней цапфы через серповидное окно в золотника-распределителя и каналы засасывается в цилиндры блока и нагнетается из них по каналам. Руль при этом перекладывается в обратном направлении.

Кинематическая и гидравлическая схемы управления насосом показаны на рис. 9, а, б. Как отмечалось, при пуске насоса от приводного вала получает вращение блок цилиндров, а через зубчатую передачу и вал включается в работу подпиточный шестеренный насос. Направление перекладки рулей и подача насоса задаются с помощью вала управления, который поворачивается специальным механизмом электромеханического ДАУ. Максимальная подача насосов бывает при установке вала управления в ту или иную сторону на вал управления через систему рычагов и тяг воздействует на гидроусилитель, состоящий из золотника и двух силовых гидроцилиндров.

Рис. 8. Схема гидравлического рулевого привода РГ

Подпиточный шестеренный насос через фильтр подает рабочую жидкость к золотнику и в зависимости от положения последнего направляет ее в один из силовых цилиндров. Давление в полости всасывания аксиально-поршневого насоса с помощью перепускных клапанов поддерживается в пределах 0,5—0,6 МПа. Под воздействием давления жидкости в магистрали поршень одного из силовых цилиндров поворачивает люльку на соответствующий угол в заданном направлении. Одновременно из другого силового цилиндра жидкость через золотник сливается в корпус насоса. При этом тяга обратной связи возвращает золотник в среднее положение, доступ рабочей жидкости в силовой цилиндр прекращается и люлька останавливается. Поршни насоса начнут совершать возвратно-поступательное движение в блоке цилиндров, жидкость будет нагнетаться в одну из полостей гидроцилиндра и отсасываться из другой. Через привод баллера руль будет повернут на правый или левый борт. Перекладку рулей контролируют по электрическим приборам-указателям, расположенным в рубке.

Рис. 9. Схемы управления насосом 11Д

Как только угол перекладки руля достигнет заданного значения, автоматические средства управления машины выключат электродвигатель и вращение приводного вала прекратится. Давление в нагнетательной магистрали подпиточного насоса упадет, и поршни нуль-установителя под действием пружин возвратят люльку в нейтральное положение. При выходе из строя системы автоматического управления люлька поворачивается с помощью ручного привода. Кран переключения режимов работы в этом случае устанавливают в положение, при котором полости силовых цилиндров сообщаются со сливной магистралью и не препятствуют повороту люльки.

Общие сведения об авторулевых. На заранее заданном курсе судно может быть удержано с помощью специального устройства — авторулевого. В качестве источника информации о положении судна относительно заданного курса в схеме авторулевых обычно используют гироскопические компасы.

Включенные в схему таких устройств гироскопы реагируют на поворот суд-228 на вокруг вертикальной оси и при отклонении фактического курса от заданного воздействуют на рулевой привод, с помощью которого изменяется положение пера руля относительно диаметральной плоскости судна. Структурная схема одного из авторулевых, установленных на пассажирских теплоходах с гидравлическими рулевыми машинами, показана на рис. 166. Ручное управление выполняется дистанционно по следящей системе регулирования, т. е. при установке штурвалом поста управления заданного курса. Электрогидравлическая рулевая машина Н через магнитный усилитель МУ, перестановочный редуктор Р и гидроусилитель ГУ перекладывает руль на соответствующий угол. Обратная отрицательная связь обеспечивается сельсинами С2 и СЗ.

При переходе рулевой машины на автоматический режим работы заданный курс по гирокомпасу ГК поддерживается сельсином С1. Сигнал управления поступает в обмотки управления магнитного усилителя МУ через электронные блок питания БП и блок коррекции БК. Всякое отклонение судна от заданного курса воспринимается сельсином С2, и в элементы авторулевого через гирокомпас ГК и сельсины С1, СЗ поступает сигнал, пропорциональный углу отклонения судна от заданного курса. Сельсин СЗ в этом случае воздействует через магнитный усилитель МУ и редуктор Р на гидроусилитель ГУ, управляющий подачей насоса рулевой машины, до тех пор, пока угол рассогласования между ним и сельсином С2 не станет равным нулю.

Рис. 10. Структурная схема авторулевого

Подруливающие устройства. Для улучшения управляемости при застопоренных главных дизелях, а также при малых скоростях движения ряд пассажирских и грузовых судов оборудован в дополнение к рулевым приводам еще и подруливающими устройствами. Большинство таких устройств при работе создает силу, перпендикулярную диаметральной плоскости судна. Подруливающее устройство на грузовых теплоходах проекта 507, например, состоит из дугообразной стальной трубы, лопастного насоса и электродвигателя. При включении устройства реакция струи воды, выбрасываемая насосом, отклоняет судно в направлении, противоположном движению струи. Подруливающие устройства пассажирских теплоходов проекта 1565 состоят из электродвигателя и трехлопастного насоса. Необходимый упор для маневрирования судов с таким подруливающим устройством регулируют с помощью заслонок, закрывающих отверстия в наружной обшивке судна. На рис. 167, б и в показаны положения, когда соответственно заслонки полностью закрыты и открыты наполовину. С увеличением открытия заслонок подруливающее устройство развивает большой упор и, следовательно, обеспечивается лучшая управляемость судном.

Рис. 11. Подрулировающие устройства

Правила обслуживания рулевых машин. Рулевые механизмы, как и любое другое судовое устройство, должны быть в постоянной готовности к действию. При подготовке механизмов к работе производят наружный осмотр всех креплений устройства; проверяют наличие смазочного масла в корпусах редукторов; убеждаются в отсутствии утечек рабочей жидкости в соединениях гидросистемы; определяют техническое состояние гибких связей, электропроводки, зубчатых передач и других узлов; устанавливают все клапаны, золотники в рабочее положение.

Марки рабочих жидкостей, применяемых для заполнения систем управления гидравлических машин, должны соответствовать требованиям инструкции по их эксплуатации. Для проверки исправности действия насосов их поочередно включают в работу и перекладывают руль с помощью каждого насоса в отдельности (если их два) на правый и левый борта судна. Во время перекладок руля убеждаются в наличии необходимого давления масла и согласованности показателей положения руля в румпельном отделении и на посту управления в рулевой рубке.

На судах с раздельным управлением поворотными насадками перед выходом судна в рейс проверяют надежность действия рулевого устройства при совместном и при раздельном управлении.

Обслуживание рулевой машины при работе заключается в систематическом наблюдении за техническим состоянием ее узлов и деталей, герметичностью системы, уровнем масла в расходных баках, показаниями КИП, положением клапанов, плавностью действия привода и других частей устройства.

Рулевые машины не разрешается эксплуатировать при заедании или заклинивании передачи и руля, ослаблении посадки штурвального колеса на валу, пробуксовке тормозного шкива, заедании канатов (штуртросов, цепей) в направляющих роликах и чрезмерном провисании их, разрыве проволок каната и уменьшении диаметра валиков привода сверх допустимых пределов, подтекании масла из подшипников, корпусов редукторов, сальниковых уплотнений силовых цилиндров и в соединениях трубопроводов. Нормы допустимых зазоров между деталями устройства и степень их изнашивания устанавливаются по заводским инструкциям и соответствующим формулярам. Речным Регистром РСФСР рулевые машины и устройство в целом подвергаются ежегодному очередному освидетельствованию. Техническое состояние рулевых машин при освидетельствовании указывается в акте инспектора Речного Регистра РСФСР, на основании которого судну выдается классификационное свидетельство о годности плавания в заданном районе.

Рулевое устройство. Основные части рулевого устройства

Рулевое устройство служит для обеспечения движения судна по заданной траектории и состоит из следующих основных частей: пост управления; рулевая передача от поста управления к рулевой машине; рулевая машина; рулевой привод — для передачи движения от рулевой машины к баллеру руля; руль, который непосредственно обеспечивает управляемость судна.

Рулевое устройство наиболее ответственное на судне. От его надежности зависят безопасность плавания в открытом море (особенно при плохих гидрометеорологических условиях), маневрирование в узкости фарватера и в порту. Поворотное действие руля проявляется только во время движения судна. При обтекании руля водой на него действует гидродинамическая сила, аналогичная подъемной силе воздуха, поддерживающей крыло самолета в полете. Гидродинамическая сила зависит от угла поворота (перекладки) руля и возрастает при его увеличении до 30°, а затем начинает уменьшаться. Под действием упора гребного винта и гидродинамической силы судно поворачивает — центр его тяжести описывает некоторую кривую — циркуляцию. Ее диаметр, описываемый центром тяжести судна в период установившегося движения, и другие элементы характеризуют поворотливость судна или его способность «слушаться» руля — изменять направление движения при его перекладке.

С действием рулевого устройства связано понятие управляемости судна, которое включает два противоречивых качества: поворотливость и устойчивость на курсе, т. е. способность судна сохранять заданный режим движения и его направление при неизменном положении руля. Судно считается устойчивым, если для его удержания на курсе при ветре и волнении до 3 — 5 баллов рулевому приходится перекладывать руль на углы до 2 — 3 не чаще 4-6 раз в минуту. Пост управления рулем находится в рулевой рубке и представляет собой штурвал или пульт, смонтированный в одной колонке с авторулевым. У поста управления расположен репитер гирокомпаса и магнитный компас, а также указатель положения руля. Управление может осуществляться вручную, полуавтоматически и автоматически (с помощью авторулевых различных типов).

Рулевая передача обеспечивает передачу команд от поста управления в рулевой рубке к рулевой машине и представляет собой электрическое или гидравлическое устройство.

Рулевая машина размещается на корме в специальном (румпельном) помещении. Применяются паровые, парогидравлические, электрические и электрогидравлические рулевые машины. Мощность их обеспечивает непрерывную в течение 10 мин перекладку руля с борта на борт (до 30 на каждый борт) не более, чем за 28 с. Передача вращающего момента от рулевой машины на руль осуществляется рулевыми приводами разных типов. По Правилам Регистра суда должны иметь три привода руля, действующих независимо: основной, запасный и аварийный.

Руль состоит из пера — двухслойного вертикально поставленного щита обтекаемой формы и баллера — стержня, при помощи которого осуществляется крепление руля на корпусе судна и поворот пера. Баллер входит в кормовой подзор судна через специальное отверстие — гельмпортовую трубу. Верхняя часть баллера соединяется с румпелем — рычагом, который связан системой передач с рулевой машиной. Применяют рули 4-х типов: обыкновенный, балансирный, балансирний подвесной и полубалансирный, различающиеся расположением относительно оси вращения.

У руля обыкновенного перо расположено в корму от оси вращения, а у остальных перо руля располагается по обе стороны оси вращения. Они требуют меньших усилий для перекладки. Эти рули характеризуются степенью балансировки, называемой также коэффициентом компенсации, которая представляет собой отношение балансирной части (площадь, расположенная в нос судна от оси вращения) к полной площади руля. Установлено, что балансировка не должна превышать 0,25. Руль носит название балансирного, если высота его балансирной части равна высоте главной части руля. У полубалансирных рулей балансирная часть имеет по обе стороны баллера меньшую высоту, чем главная часть. Для управления судном могут применяться различные поворотные насадки, движители (гребные винты), активные рули, подруливающие устройства. Поворотная насадка — кольцеобразное тело, устанавливаемое на баллере взамен руля — изменяет направление потока воды, отбрасываемого гребным винтом. В результате создается подъемная сила (как у крыла самолета), которая вызывает поворот судна. В основном поворотные насадки применяются на буксирных судах. Активный руль — это небольшой гребной винт, укрепленный в пере обычного руля и работающий от специального электродвигателя. Он относится к числу дополнительных средств управления, используемых для улучшения маневренности судна. Действие малого винта создает упор и обеспечивает поворот судна, даже если оно не имеет хода.

Для повышения маневренности и облегчения швартовных операций на крупных пассажирских и грузовых судах в носовой (иногда в носовой и кормовой части) устанавливается подруливающее устройство. Оно состоит из винта, размещенного внутри сквозного тоннеля, проходящего от одного борта к другому. Винт приводится во вращение с помощью мощного электродвигателя.

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓

⇒ВНИМАНИЕ⇐

• Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
• Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
• Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
• Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.

⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓

Рулевые устройства судов (проектирование и расчет) Шмаков М.Г.

Артикул: 00201890

в желания В наличии

Автор: Шмаков М.Г.

Место издания: Ленинград

Год: 1968

Формат: 70×108/16 (~170х262 мм)

Переплет: Твердая обложка

Страниц: 364

Вес: 1061 г

С этим товаром покупают

В книге рассмотрены основные вопросы проектирования и расчета рулевых устройств морских судов, а также судов смешанного и внутреннего плавания. На основе обобщения современного опыта проектирования, производства и эксплуатации этих устройств даны рекомендации по проектированию и выбору деталей, входящих в рулевые устройства.
Рассмотрены методы гидродинамических расчетов рулей и поворотных направляющих насадок, расчетов деталей рулевых устройств на прочность и предложены рекомендации конструктивных решений, обеспечивающих надежную эксплуатацию судовых рулевых устройств.
Книга предназначена для конструкторов и инженерно-технических работников судостроительной промышленности морского и речного флотов, а также может быть использована студентами вузов и учащимися техникумов при курсовом и дипломном проектировании.

Оглавление
Введение
Глава I. Общие вопросы проектирования рулевых устройств
§ 1. Общее понятие о судовых рулевых устройствах
§ 2. Схема рулевых устройств
§ 3. Весовые характеристики рулевых устройств
Глава II. Гидродинамический расчет рулей
§ 4. Общее понятие о рулях
§ 5. Действие руля
§ 6. Предпосылки гидродинамического расчета руля
§ 7. Гидродинамический расчет рулей
Глава III. Гидродинамический расчет поворотных направляющих насадок
§ 8. Понятие о поворотных направляющих насадках
§ 9. Гидродинамический расчет поворотных насадок со стабилизаторами
§ 10. Способы улучшения управляемости судов, оборудованных поворотными направляющими насадками
Глава IV. Рули и их детали
§11. Конструкции рулей
§ 12. Перо руля
§ 13. Конструкция поворотных направляющих насадок
§ 14. Баллер и шпиндель руля
§ 15. Рулевые штыри
§ 16. Подшипники рулей
§ 17. Некоторые вопросы монтажа и демонтажа рулей
§ 18. Масла и смазки, применяемые в рулевых устройствах
Глава V. Расчет основных деталей рулевого устройства на прочность
§ 19. Расчет диаметра баллера руля
§ 20. Проверочные расчеты баллера и других деталей на прочность
Глава VI. Рулевые приводы
§ 21. Типы рулевых приводов
§ 22. Секторные приводы со штуртросной проводкой
§ 23. Механические приводы
Глава VII. Рулевые машины
§ 24. Ручные рулевые машины
§ 25. Паровые рулевые машины
§ 26. Электрические рулевые машины
§ 27. Электрогидравлические рулевые машины
§ 28. Выбор типа рулевой машины
§ 29. Выбор основных параметров рулевых приводов и рулевых машин
Глава VIII. Материалы, применяемые для изготовления основных деталей рулевого устройства
§ 30. Материалы и их классификация
§ 31. Технические условия на заготовки баллеров (рудерписов) и других деталей рулевого устройства
Литература

Отзывы (1)

не потеряла актуальность, у нас только старье ходит

minh (03.04.17 г.)

Механический рулевой механизм и рычажный механизм

Статья из серии «Оглядываясь назад, но двигаясь вперед», журнал
Skinned Knuckles, июнь 2016 г.
, Орест Лазарович

Механизм рулевого привода позволяет водителю поворачивать передние колеса автомобиля. Сюда входят рулевое колесо, рулевой редуктор, штанга подъемника, тяга, рулевые тяги, рулевые рычаги и поворотные кулаки, которые поддерживают колеса. Поворот рулевого колеса влево или вправо поворачивает вал рулевого управления, к которому прикреплена червячная передача внутри коробки передач.Рулевой червячный механизм перемещает секторную шестерню, и это движение передается штанге шатуна, которая перемещается вперед и назад. Тяга, соединенная с рычагом подъемника, передает это движение на рулевые тяги, которые соединены с рычагами рулевого управления. Рулевые рычаги поворачивают поворотные кулаки и колеса, которые поворачиваются влево или вправо на передней подвеске.

Используется четыре стандартных рулевых механизма с ручным управлением. Червячно-секторный, червячно-роликовый, рециркуляционный шаровой руль и реечная шестерня.В червячном и секторном исполнении червяк подсоединяется к концу рулевого вала. Сектор установлен на секторном валу. Зубцы червяка зацепляются с зубьями сектора. В этой конструкции очень высокое трение, поскольку большая часть нагрузки сосредоточена на шестернях в их точках зацепления. Червяк и ролик аналогичен червячно-секторному типу. На валу ролика установлен зубчатый ролик, на рулевом валу — червячная передача. Зубья шестерни червячной передачи зацепляются с роликом, и движение передается.Ролик установлен на шарикоподшипнике. Этот подшипник обеспечивает низкое трение, поскольку принимает на себя нагрузку, а ролик распределяет износ более равномерно. Рулевое управление с рециркуляцией шариков обеспечивает чрезвычайно низкое трение и потери мощности. Шариковая гайка на подшипниках находится в зацеплении с червячной передачей и болтается вверх и вниз относительно движения червяка. Реечное рулевое управление состоит из шестерни, прикрепленной к рулевому валу, которая входит в зацепление с плоской рейкой. Пин-ион перемещается влево или вправо по стойке для перемещения опорных катков.

Расположение рулевых тяг различается в зависимости от потребности и базовой конструкции. Есть два основных типа систем рулевого управления; те, у которых есть штанга и рулевой механизм, и те, которые используют реечное рулевое управление. Наиболее распространенный тип рулевого управления с использованием штанги — параллелограмм. В нем используются две рулевые тяги и центральное звено между рулевыми тягами. На стороне пассажира имеется натяжной рычаг, а со стороны водителя — рычаг подъемника, которые крепятся к центральному рычагу. При повороте рулевого колеса центральная тяга передает движение рулевым рычагам и внешним рулевым тягам.Все шарниры, на которых крепятся эти компоненты, используют маленькие шаровые опоры для обеспечения свободы движения. Две стороны рычажного механизма проходят параллельно друг другу на равном расстоянии, образуя параллелограммный рулевой рычаг. В реечной системе центральная штанга заменена рулевой рейкой, которая представляет собой длинную зубчатую штангу с тяговыми штангами, прикрепленными к каждому концу. На конце рулевого вала находится шестерня, которая входит в зацепление с рейкой. Когда рулевое колесо поворачивается, ведущая шестерня вращается, и она перемещает рейку слева направо.При изменении размера ведущей шестерни изменяется передаточное отношение рулевого управления.

Дорожное испытание

Во время дорожных испытаний обратите внимание на необычные шумы, связанные с подвеской и рулевым управлением. Убедитесь в отсутствии проблем с рулевым управлением, таких как отклонение или смещение рулевого колеса, высокое усилие рулевого управления и заедание, чрезмерный свободный ход рулевого колеса, возврат рулевого колеса и перекос переднего колеса. Вернувшись в магазин, поднимите переднюю часть автомобиля на стойках безопасности. Осмотрите на предмет изношенных деталей подвески и / или изношенных шин.Жесткое рулевое управление может быть вызвано повреждением рулевой тяги, изношенным рулевым механизмом, поврежденными шпинделями и изогнутыми рулевыми рычагами, вызывающими неправильные углы поворота. Шимминг передних шин может быть вызван дисбалансом и / или износом шин. Нестабильность автомобиля может быть вызвана перекосом трансмиссии, дисбалансом трансмиссии или неравномерным распределением веса между колесами. Осмотрите амортизаторы или стойки на предмет ослабленных крепежных втулок и болтов. Эксамин на утечки. Проверьте ступичные подшипники на предмет бокового смещения.Осмотрите рулевые тяги и концы рулевых тяг на предмет износа (ослабления). Осмотрите на предмет ослабленных болтов крепления рулевого механизма, изношенных монтажных кронштейнов и втулок. Замените изношенные детали и / или отрегулируйте подшипники передних колес.

Механический рулевой механизм

Коробка передач крепится к раме и может быть напрямую соединена с рулевым валом и колесом или с помощью карданного шарнира / тряпичного соединения. Проверьте наличие чрезмерного люфта (более 1½ — 2 дюйма) на рулевом колесе. Проверьте карданный шарнир вала рулевого управления на износ, если рулевой механизм такого типа. Если они изношены, замените их. Убедитесь, что штанга шатуна плотно прилегает к валу сектора. Рулевое колесо должно начать перемещать штангу питмена в пределах разрешенного диапазона. Если этого не происходит, в коробке передач есть регулировка, чтобы уменьшить свободный ход. Есть две регулировки: предварительный натяг червячного подшипника и зацеп секторного вала. Проверьте уровень смазки, и если он низкий, проверьте, нет ли утечки прокладки, утечки через уплотнение секторного вала или трещин в коробке передач. Чтобы заменить уплотнение, необходимо снять рычаг шатуна.Если коробка передач треснула, обратитесь к местному переработчику запчастей.

Замена тряпичного соединения

Тряпичная муфта — это, по сути, гаситель колебаний. Он предотвращает передачу вибрации шасси через рулевую колонку на рулевое колесо. Он также может исправить небольшое смещение рулевого вала и коробки передач. Доступны комплекты для замены тряпичного шарнира на универсальный шарнир. Закройте левое крыло защитным кожухом, чтобы пряжка ремня не повредила лакокрасочное покрытие.Для замены ветоши шарнира снимите болты крепления муфты к рулевому механизму и рулевому валу. Ослабьте кронштейны рулевой колонки, чтобы можно было потянуть ее назад и снять рулевой вал с муфты. Снимите муфту с коробки передач. Отнесите муфту в магазин автозапчастей и купите ремонтный комплект, который включает новые болты и шайбы, если вы хотите / нуждаетесь в опыте восстановления, или купите новую муфту. Установите в автомобиль новый или восстановленный ветошь. Чрезмерный люфт рулевого колеса теперь исправлен, если это было проблемой.В противном случае может потребоваться регулировка рулевого механизма.

Регулировочный червяк и ролик

Редукторы червячно-роликового типа были представлены в 1926 году и используются до сих пор. Червячные и роликовые шестерни в стиле Gemmer были популярными коробками передач в автомобилях Ford и Chrysler в течение 30-х и до начала 60-х годов. Ролик ездит на игольчатых подшипниках и устанавливается на вал во главе сектора. Вращающийся ролик взаимодействует с червяком, и трение намного меньше, чем у червяка и конструкции с фиксированными зубьями.Трение качения намного более плавное, чем трение скольжения. Были популярны два дизайна Геммера. В моделях Ford 1937-52 годов использовался двухзубый каток, а в моделях 1953-60 годов — трехзубый каток, обеспечивающий более длительный срок службы. Есть несколько точек износа (червячные зубья и зубья ролика, а также верхняя и нижняя червячные втулки), но их можно отрегулировать. Втулки секторного вала и сальник являются заменяемыми.

Регулировка предварительного натяга подшипника рулевого вала

Сядьте на место водителя и проверьте осевой люфт рулевого вала, потянув / надавив на рулевое колесо.Если есть люфт, его необходимо отрегулировать, чтобы установить предварительный натяг подшипника. Промыть механическую коробку передач и зону вала шатуна. Поднимите переднюю часть автомобиля на стойках безопасности. Снимите левую переднюю шину и колесо. Отсоедините рулевую тягу (тяговое звено) от рычага подъемника. Если шар на штанге шатуна изношен овальной формы, замените штангу шатуна. Перемещайте руку питмена вверх / вниз и в стороны. Если здесь есть движение и масло протекает через сальник, втулки необходимо заменить. Если секторный вал изношен в этой области, вам предстоит дорогостоящий ремонт.Если движение руки шатуна не является чрезмерным, вы можете попробовать новое уплотнение. Чтобы установить новое уплотнение, необходимо снять шток шатуна. Проверьте момент затяжки гайки рычага питмена. На некоторых транспортных средствах он может достигать более 200 футов / фунтов. Это должно быть плотно.

Сдвиньте под автомобиль на ходовой части и найдите четыре болта, которые удерживают торцевую крышку на месте. Найдите емкость, чтобы собрать любое масло. Снимите болты и осторожно отделите регулировочные шайбы с помощью ножа для резки бумаги. Вы обнаружите, что металлические прокладки легче отделить, чем бумажные.Снимайте по одной регулировочной шайбе, разрезая ее верхний край, если рупорная проволока находится на месте. Снова затяните болты и проверьте осевой люфт, повернув рулевое колесо вправо и влево до упора. Повторяйте эту процедуру до тех пор, пока не исчезнет заметный люфт. Снова затяните болты. Если у вас есть пружинная шкала, проверьте предварительный натяг подшипника. Прикрепите шкалу к внешнему ободу рулевого колеса. Если усилие меньше 1,5 фунта, снимите прокладку и повторите испытание. Если усилие превышает 1,5 фунта, добавляйте необходимые прокладки, пока не будет установлен предварительный натяг подшипника.Руль должен плавно поворачиваться слева направо.

Установка сетки вала сектора

Ослабьте регулировочный винт секторного вала в крышке. Когда рулевое колесо находится в центральном положении, слегка затяните регулировочный винт. Не перетягивайте. Перед перемещением штанги шатуна проверьте величину свободного хода рулевого колеса. Перемещение рулевого колеса может составлять 1½ — 2 дюйма. Используйте пружинную шкалу на ободе рулевого колеса, и если усилие превышает 2,5 фунта, слегка ослабьте регулировочный винт.Рулевое колесо должно свободно поворачиваться из одного крайнего положения в другое, без заеданий и жесткости. Когда вы довольны движением рулевого колеса, затяните контргайку на регулировочном винте. Если колесо не вращается свободно, коробку передач необходимо отремонтировать. Перепроверьте с пружинной шкалой. Подсоедините штангу шатуна к рулевой тяги. Заверните заглушку до упора, а затем снова поверните туда, где вы можете вставить шплинт. Смажьте шарнир. Залейте в коробку передач подходящую смазку (масло для гипоидных передач мощностью 90 Вт).Заменить колесо и шину. Еще раз проверьте схождение. Дорожный тест.

Рулевое управление с шарико-гайкой и рециркуляцией

Saginaw, подразделение General Motors, разработало эту конструкцию. Стойка для мячей несет нагрузку, и силы трения значительно снижаются. На поверхности червячного вала имеется паз. Эта прецизионная канавка представляет собой внутреннюю половину кольца шарикоподшипника внутри стойки шариковых гаек. Другая обработанная канавка служит внешней обоймой шара. Набор шарикоподшипников в направляющих трубках непрерывно катится вокруг вала и шариковой гайки.Посадка шарикового подшипника точна. Когда рулевое колесо вращает вал червяка, рейка с шариковой гайкой плавно перемещается вверх и вниз по валу. Зубья на рейке для шариков входят в зацепление с зубьями на внутреннем конце секторного вала. Хотя зубья сектора не вращаются, нагрузка на шариковую гайку равномерно распределяется по набору шарикоподшипников. Результат — более плавное и легкое рулевое управление, чем у роликовой коробки передач. Конструкция с рециркуляционным шариком и гайкой Saginaw — лучшая на сегодняшний день конструкция для рулевых коробок типа самосвала, и производители транспортных средств использовали эту конструкцию в 1990-х годах для обеспечения долговечности и прочности конструкции.

Тип рулевого управления с шариковой гайкой, используемого в автомобиле, см. В руководстве по обслуживанию. Обратите внимание, требует ли регулировка отсоединения рулевой тяги. Проверьте уровень смазки редуктора. Смазка редуктора может вытечь. Перед тем, как снимать пробку, очистите область вокруг заливной пробки. Уровень смазки редуктора должен быть у основания резьбы заглушки в корпусе. Залейте смазку для гипоидных передач мощностью 90 Вт. Некоторые рулевые механизмы не имеют заливной пробки. Снимите нижний болт на крышке редуктора и залейте через верхний болт, пока смазка не потечет из нижнего отверстия.Некоторые производители рекомендуют смешивать смазку для чашек и трансмиссионную смазку на автомобилях с большим пробегом.

Регулировка передач

В рулевом управлении с рециркуляцией шариков необходимо произвести две регулировки. Они оба являются регулировками осевого люфта, потому что зацепление рулевого механизма почти устранено за счет рециркулирующих шарикоподшипников. Поднимите переднюю часть автомобиля на стойках безопасности. Рекомендуется отсоединить рулевую тягу от рулевой тяги для правильной регулировки. Не поворачивайте рулевое колесо в крайнее правое и левое положение, так как вы можете повредить шарикоподшипники.Найдите рулевое колесо примерно на один оборот от крайнего левого или правого положения. Отверните контргайку на валу шатуна и ослабьте регулятор на несколько оборотов против часовой стрелки, чтобы снять нагрузку на сетку с шестерен. Снимите кнопку звукового сигнала с рулевого колеса.

Сядьте на сиденье водителя и нажмите / потяните за рулевое колесо, чтобы проверить осевой люфт в рулевом валу. Если наблюдается чрезмерный осевой люфт, возможно, потребуется снять рулевой механизм для обслуживания. Измерьте предварительный натяг червячного подшипника с помощью динамометрического ключа на дюйм-фунт.Присоедините динамометрический ключ к гайке рулевого колеса. При смещении рулевого колеса от центра проверьте усилие, необходимое для поворота рулевого вала на 1 ½ оборота по обе стороны от центра. См. Спецификации. Тяга должна составлять от 5 до 8 дюймов на фунт. Если предварительный натяг подшипника не соответствует техническим характеристикам, выполните следующие действия. Ослабьте контргайку регулятора подшипника рулевого вала и затяните или отвинтите регулятор подшипника, чтобы довести предварительную нагрузку подшипника до указанных пределов. Затяните контргайку регулятора подшипника рулевого вала и еще раз проверьте предварительный натяг.Медленно поверните рулевое колесо до любой остановки. Колесо должно вращаться свободно, без заеданий и неровностей. При наличии шероховатости червячные подшипники могут нуждаться в замене. Если рулевое колесо заедает, а рулевой вал не имеет эластичной муфты, ослабьте опору рулевой колонки. Выровняйте рулевой вал. Затяните опору рулевого вала.

Для регулировки осевого люфта вала шатуна и регулировки нагрузки на сетку поверните рулевое колесо в центральное положение. Это помещает червячную и секаторную шестерни в центр их хода.Убедитесь, что болты крышки секторного вала затянуты. Используя динамометрический ключ на дюйм-фунт, поверните рулевое колесо вперед и назад в центральное положение. Нагрузка на сетку может составлять от 4 до 10 дюймов на фунт в зависимости от типа транспортного средства. Для регулировки ослабьте контргайку регулировочного винта секционного вала. Поверните регулировочный винт секторного вала по мере необходимости, чтобы получить правильные показания. Затяните контргайку, удерживая регулировочный винт. Между зубьями секторной шестерни и зубьями шариковой гайки в крайнем правом или левом положении должен быть небольшой люфт.НЕ пытайтесь отрегулировать его, потому что регулировка от центра станет слишком тугой. Некоторые производители предлагают использовать пружинную шкалу на ободе рулевого колеса вместо динамометрического ключа дюйм-фунт на гайке рулевого колеса.

Реечное рулевое управление

Реечный механизм рулевого управления попал в Америку на ранних спортивных автомобилях, которые были импортированы из Англии в 1950-х годах. Шестерня, прикрепленная к рулевому валу, преобразует вращательное движение рулевого колеса в поперечное движение рейки.Это была простая конструкция, что означало, что ее было дешевле строить. Когда местные производители начали выпускать компактные переднеприводные экобоксы, реечная шестерня стала выбором для рулевого управления, потому что они были легче, а это означало лучший расход топлива. Не было необходимости в промежуточных рычагах, центральных звеньях, рулевых тягах или рычагах подъемника. Рейка и шестерня менее эффективны, чем шариковые с рециркуляцией, но имеют меньший люфт и обеспечивают лучшее «ощущение» рулевого управления и лучшую управляемость в целом. Реечное рулевое управление в настоящее время является самым популярным выбором для производителей автомобилей.

Базовая конструкция состоит из двух основных компонентов: ведущей шестерни, имеющей спиральную нарезку и устанавливаемой на конце рулевого вала, и рулевой тяги (рейки) с зубчатой ​​центральной частью, которая входит в зацепление с ведущей шестерней. Эти две части заключены в стальную трубу. При перемещении рулевого колеса ведущая шестерня вращается и перемещает зубчатый стержень из стороны в сторону. Штанга крепится к внутреннему и внешнему концам рулевой тяги шарового типа. Внутренний шаровой шарнир соединен со стойкой, а концы наружных рулевых тяг соединены с рулевым рычагом на шпинделе, поэтому автомобиль перемещается вправо или влево при повороте рулевого колеса.Рейка и шестерня также действуют как редуктор, уменьшая силу, необходимую для поворота колес автомобиля. Это уменьшение является передаточным числом рулевого управления, и это величина, на которую поворачивается рулевое колесо на градусы поворота шин. Более высокие передаточные числа означают, что для поворота шин требуется большее движение рулевого колеса, хотя, по сути, требуется меньшее усилие.

Большинству автомобилей требуется от трех до четырех оборотов, прежде чем шина переместится из крайнего левого положения в крайнее правое. В более легких транспортных средствах используется более низкое передаточное число, потому что им не требуется такое большое усилие для поворота, и в результате улучшается рулевое управление.Некоторые автомобили включают переменное передаточное число, при котором профиль зуба рейки и шестерни различается между центром и внешней стороной шестерни. Это предлагает комбинацию быстрой реакции во время начального поворота и уменьшения усилия на рулевом колесе, когда колесо приближается к полной блокировке. Если вы обнаружите, что рулевое колесо начинает болтаться, и автомобиль блуждает по дороге вместо того, чтобы двигаться по прямой, проблема может быть в зубчатой ​​рейке. Жесткое рулевое управление может быть вызвано отсутствием смазки.Проверьте шины, и если они изношены с обеих сторон, возможно, стойка не закреплена на раме или изношены шарниры поперечной рулевой тяги. Сначала проверьте эти области. Осмотрите корпус стойки на предмет повреждений. Если есть признаки утечки жидкости, их следует отремонтировать. Установите на место все порванные резиновые опоры и затяните стойку на месте. Если шаровые опоры шатаются в гнездах, замените их. Если внешний пыльник порван, в стык может попасть дорожная грязь или вода, и его, возможно, потребуется заменить. Если внутренний пыльник (сильфон) порван, может потребоваться замена внутреннего шарового шарнира.

Проверьте, нет ли внешней утечки масла в ботинках, и сожмите пыльник, чтобы убедиться, что он заполнен маслом. Если пыльник заполнен маслом, уплотнения стойки протекают, а в стойке нет смазки. Недостаток смазки вызывает износ рейки и шестерни и может способствовать отклонению рулевого управления. Замена уплотнений — хорошая идея только в том случае, если рейка и шестерня находятся в хорошем состоянии. Уплотнения найти очень сложно, и цена может быть высокой. Лучше всего заменить стеллаж на восстановленный.Рулевые рейки залиты маслом или консистентной смазкой на заводе, и замена смазки не требуется. См. Руководство по обслуживанию, чтобы узнать, какая смазка используется. Уровень смазки следует проверять при каждой замене масла.

Большинство реечных систем рулевого управления имеют регулировку предварительного натяга шестерни. Снимайте регулировочные шайбы по одной. Выполняйте эту регулировку, повернув рулевое управление в сторону. Если вы сделаете это прямо, рулевое управление может заблокироваться при повороте в любую сторону. Также имеется регулировочный винт направляющей рейки, который регулирует зазор между шестерней и рейкой.Этот винт регулируется при чрезмерном люфте в рулевом управлении. Ослабьте контргайку на регулировочном винте. Затем поверните направляющий винт стойки до легкого упора. Отверните винт направляющей рейки примерно на 45 градусов или до тех пор, пока свободный ход рулевого управления не уменьшится. Затяните контргайку и проведите дорожное испытание на предмет ослабления или затяжки рулевого управления. Если рулевое колесо не центрируется после поворотов, регулировка рулевого управления слишком правильная. При необходимости отрегулируйте.

Эти три типа рулевого управления могут иметь гидроусилитель.Во многих новых автомобилях рулевое управление с электроусилителем (EPS) заменило гидроусилитель руля. Сам рулевой механизм представляет собой ручную рейку с электродвигателем, установленным на рулевой колонке или рейке. Электронный модуль рулевого управления определяет, какой усилитель рулевого управления требуется. Насос гидроусилителя рулевого управления может потреблять от 8 до 10 лошадиных сил под нагрузкой, и экономия топлива является одним из преимуществ при снятии насоса и шлангов с гидроусилителем. Рулевое управление с электроусилителем также работает тише, поскольку отсутствует шум насоса и жидкость, движущаяся по шлангам и клапанам.Также есть разница в управляемости и рулевом управлении.

---

Первоначально напечатано в журнале Skinned Knuckles , авторские права принадлежат SK Publishing / Skinned Knuckles Magazine. Перепечатка любой части запрещена без письменного разрешения SK Publishing, PO Box 6983, Huntington Beach, CA 92615.

Подписка на журнал Skinned Knuckles стоит 28 долларов США за двенадцать ежемесячных выпусков (в США). Свяжитесь с Skinned Knuckles по почте: PO Box 6983, Huntington Beach, CA 92615; Сайт skinnedknuckles.net и нажмите «Подписаться» или «PayPal». Электронная почта [email protected], телефон: 714-963-1558.

---

Загрузите этот технический совет

в формате PDF

Есть ли у меня рулевая рейка или рулевой механизм, подключенный к моему колесу?

Автомобильная терминология может сбить вас с толку, когда вы слышите определенные термины, которые могут использоваться как синонимы, или могут указывать на разные системы, используемые на разных автомобилях. Возьмите рулевое управление: возможно, ваш дядя сказал, что рулевой механизм на его грузовике изношен и нуждается в замене, тогда ваш брат сказал, что его рулевая рейка протекает и требует замены.Разве это не одно и то же? Давайте рассмотрим системный подход и разберем его для вас.

Во-первых, механическая сторона дела (гидроусилитель руля мы обсудим позже). Все легковые и малотоннажные грузовики используют один из двух типов рулевого управления: реечный механизм или рулевой механизм с рециркулирующими шариками.

Rack & Pinion

Типичная схема рулевого управления с реечной передачей.

Rack & pinion стоит на подавляющем большинстве современных автомобилей, причем последние несколько десятилетий.Он простой, компактный, прямой и обеспечивает отличное рулевое управление. В системе этого типа зубчатая шестерня, установленная в нижней части рулевой колонки, вращается вместе с рулевым колесом. При вращении ведущая шестерня входит в контакт с «рейкой» (длинной штангой с врезанными в нее зубьями), заставляя рейку скользить влево или вправо. При перемещении рулевой рейки соответственно поворачиваются передние колеса.

Концы рулевой тяги с каждой стороны автомобиля обеспечивают окончательное соединение между рулевой рейкой и передними колесами.Они спроектированы так, чтобы изгибаться во многих направлениях, чтобы обеспечить возможность движения вверх и вниз по неровностям, и их можно регулировать, чтобы установить передние колеса прямо во время выравнивания. Подвижные концы стойки покрыты защитным чехлом или сильфоном, который, как гармошка, может расширяться и сжиматься при движении стойки.

Если вам нужен полный узел стойки и шестерни, мы рекомендуем узел стойки и шестерни Cardone, Восстановленный узел зубчатой ​​рейки и шестерни Maval и восстановленный узел зубчатой ​​рейки и шестерни Atlantic Automotive для широкого диапазона марок и моделей.Для европейского импорта обратите внимание на Bosch Узел зубчатой ​​рейки и шестерни и TRW Рейка и шестерня в сборе.

Сменная рулевая рейка и шестерня Bilstein специализируются на новых моделях Mercedes, Hitachi Стойка и шестерня в сборе предлагается в основном для Nissan / Infiniti, рулевая рейка оригинального оборудования предназначена для Hyundai / Kia, а оригинальная рулевая рейка предназначена для старых Porsche и новых Minis, среди других автомобилей.

Коробка рулевого управления

Типичная «коробка рулевого управления».

Некоторые из сегодняшних более тяжелых грузовиков остались с рулевым механизмом, который также встречается на старых автомобилях. Типичная связь внутри коробки известна как «рециркулирующий шар», потому что шарикоподшипники движутся по спирали. Существуют и другие конструкции, такие как червяк с роликом и червяк с сектором. Все эти конструкции работают, преобразуя вращательное движение рулевого колеса в движение рычага шатуна влево / вправо.

Рычаг шатуна соединяется с передними колесами с помощью поперечной рулевой тяги или центрального звена, промежуточного рычага (который выглядит как рычаг шатуна и расположен на противоположной стороне автомобиля) и рулевых тяг.Эта система, как правило, имеет больше свободного хода и больше изнашиваемых деталей по сравнению с реечной передачей.

Если ваш основной рулевой механизм изношен и нуждается в замене, мы рекомендуем коробку рулевого механизма Cardone, коробку рулевого механизма Maval и профессиональную рулевую коробку AC Delco (грузовики GM, Ford, Dodge) для большого выбора автомобилей. Если у вас есть классическая модель GM 1953 года, вам наверняка подойдет OPGI Power Steering Box. Владельцы джипов должны проверить коробку передач с усилителем рулевого управления Crown и коробку рулевого механизма Omix-ADA.

Усилитель рулевого управления

«Усилитель рулевого управления» создается насосом, который в большинстве случаев создает огромное давление за счет использования гидравлической жидкости. Это давление прикладывает силу к рулевому механизму, что, в свою очередь, снижает физическое усилие, необходимое водителю для поворота рулевого колеса. До того, как в 1951 году компания Chrysler представила первую коммерчески доступную автомобильную систему рулевого управления с усилителем, все легковые и грузовые автомобили имели ручное (без усилителя) рулевое управление. Это потребовало дополнительных усилий, но рулевые колеса большего диаметра немного облегчили использование необходимого рычага.

Насосы гидроусилителя рулевого управления

Независимо от того, есть ли у автомобиля рулевой механизм или рулевая рейка, насосы гидроусилителя рулевого управления обычно имеют ременной привод и работают только при работающем двигателе. Напорные и возвратные шланги направляют жидкость к регулирующему клапану и / или цилиндру рулевого управления в старых моделях.

В новых автомобилях с реечной схемой и шестерней регулирующие клапаны и / или поршни установлены внутри стойки. Жидкость гидроусилителя руля находится в резервуаре, который может быть частью насоса или может быть установлен удаленно и соединен с насосом через шланг.

В этой типичной установке рулевого механизма комбинированный насос / резервуар приводится в движение ремнем, со шлангами, идущими к регулирующему клапану, а затем к силовому цилиндру, который оказывает давление на рулевые тяги. который включает встроенные регулирующие клапаны и / или поршни.

Электроусилитель руля

Одна из новейших тенденций — усилитель рулевого управления с электроприводом. В некоторых случаях гидравлический насос получает энергию от электродвигателя вместо ремня.Насос гидроусилителя рулевого управления все чаще представляет собой электродвигатель, не требующий какой-либо гидравлики.

Что касается вспомогательных электродвигателей с электроприводом, у нас есть выбор от Cardone и Auto 7. Для полностью электрических стоек есть Cardone Electric Rack & Pinion Assembly, Bosch. Восстановленный узел рулевого механизма с электроусилителем и шестерня в сборе (на некоторых моделях Audi), а также оригинальный восстановленный узел рулевого механизма и шестерни с электроусилителем (мини).

Подводя итоги

Подводя итог, вы должны знать, что определенные компоненты являются частью рулевого механизма и реечной системы, в обеих из которых аналогичным образом используется насос гидроусилителя рулевого управления, резервуар и шланги.Например:

Компоненты в коробке рулевого управления

Если у вас есть рулевой механизм или рулевое управление с рециркуляцией шаров, у вас есть:

• А рулевой механизм;
• Рычаг самосвала, промежуточный рычаг и центральное звено или рулевая тяга;
• Наконечники рулевой тяги.

Компоненты в реечной установке

Если у вас реечное рулевое управление, у вас будет:

• Рулевая рейка;
• Сапоги или сильфоны;
• Наконечники рулевой тяги.

Если ваша система рулевого управления требует ремонта, вы обратились по адресу. В CARiD у нас есть новые и отремонтированные рулевые коробки, а также запасные прокладки и уплотнения для рычагов шатуна, первичных валов, шестерен, корпусов коробок передач, крепежа и т. Д. Если в вашем автомобиле есть стойка, у нас есть полные узлы зубчатой ​​рейки, детали крышки сильфона, проставки, прокладки / уплотнения, электрические вспомогательные двигатели и все, что вам может понадобиться. Просто посмотрите в левую часть экрана и установите любые соответствующие флажки для этих и других отдельных элементов.А если у вас возникнут какие-либо вопросы или вам потребуется помощь во время покупки, наши знающие представители будут рады помочь вам!

Пункты, обсуждаемые в статье

14 октября 2014 г.

❤️ Блок рулевого управления ❤️ Что это такое и как узнать, что он неисправен?

Прежде чем вы сможете понять важность правильно работающего рулевого механизма и того, как отремонтировать рулевой редуктор, вам сначала нужно выяснить — что такое рулевой механизм?

Авторемонт стоит ДОРОГОЙ

Давайте углубимся в эту тему и разберемся, что такое рулевой механизм, симптомы плохого рулевого механизма, как правильно его починить и сколько стоит его замена.

Что такое рулевой редуктор

Рулевой редуктор содержит шестерни, которые позволяют водителю передавать сигналы рулевого управления на рычажный механизм, и механизмы, которые должным образом поворачивают колеса, обеспечивая его правильную работу. Коробка передач увеличивает количество изменений рулевого управления со стороны водителя, так что колеса передней части автомобиля могут двигаться больше, чем рулевое колесо.

В большинстве автомобилей, выпускаемых сегодня на рынке, используется реечное рулевое управление, при котором механизмы рулевого управления вращают ведущую шестерню, перемещаясь по рейке для поворота переднего колеса.В других типах автомобилей используются системы с циркулирующими шариками, где задействованные механики оснащены шариковыми подшипниками, установленными на рулевом механизме «червячного» типа, что демонстрирует различия между этими двумя системами и использование рулевого механизма.

Признаки неисправности рулевого механизма

Как мы теперь знаем, система рулевого управления в каждом автомобиле, производимом на современных заводах сегодня, в основном представляет собой реечную систему рулевого управления, состоящую из нескольких частей, движущихся одновременно, и различных компонентов, содержащих универсальные шарниры, главные валы, промежуточные валы, прежде всего, рулевая рейка, также известная как рулевой редуктор или рулевой механизм.

Этот центральный блок отвечает за направление рулевого управления и сигналы от водителя. Без этого рулевого механизма рулевое колесо не двигалось бы. Этот центральный блок принимает входные данные, используя рулевое колесо и рулевую колонку для отправки механического сигнала на вышеупомянутые рулевые валы для выполнения плавных, быстрых, безопасных и эффективных поворотов в обоих направлениях.

Однако, как и все части автомобиля, рулевая рейка или коробка передач могут изнашиваться, а это означает, что вам нужно будет найти ремонт и замену вашего автомобиля, чтобы рулевой механизм работал нормально.Быстрое обслуживание, которое используется вовремя до того, как повреждение станет слишком серьезным, может означать, что вы сэкономите деньги и время на более дорогостоящем ремонте и замене. В этом разница между быстрым ремонтом и капитальным ремонтом вашей системы рулевого управления.

Рулевая рейка является основным элементом системы рулевого управления, что свидетельствует о важности рулевого механизма для управления автомобилем. Когда коробка изнашивается со временем, показывает повреждения или полностью ломается в результате длительного использования, рулевое управление может быть нарушено и работать неправильно.Если это произойдет в неподходящее время во время вождения, это может быть довольно опасно. Вы можете предотвратить это, заметив признаки неисправного, неисправного или поврежденного рулевого механизма, которые могут сэкономить ваше время, вероятность аварии и деньги в долгосрочной перспективе.

Признаки повреждения рулевой колонки

Вот несколько признаков, которые могут сообщить вам о потенциальной проблеме, которая у вас есть в настоящее время или которая возникает с рулевым механизмом вашего автомобиля.

Жесткое рулевое колесо

Во-первых, ваше рулевое колесо может ощущаться очень туго или не может поворачиваться должным образом или плавно при управлении автомобилем.Системы реечной передачи, используемые в современных автомобилях сегодня, поддерживаются в основании гидроусилителем рулевого управления, который имеет гидравлическое давление, что позволяет вашему рулевому управлению на вашем автомобиле быть отзывчивым, плавным, эффективным и быстрым.

Если вы обнаружите, что рулевое колесо труднее поворачивать, что свидетельствует о герметичности рулевого механизма, то это может быть связано с накоплением или нагревом, или потерей гидравлического давления, что вызывает герметичность в коробке. Независимо от причины, это проблема, которую необходимо решить и устранить, поскольку она не исчезнет сама по себе, а это означает, что вам необходимо найти замену или решение проблемы, прежде чем это создаст опасную ситуацию вождения.Решение этой проблемы с рулевым механизмом может быть довольно простым, а это означает, что вам следует; не ждать, чтобы сделать это, когда вам просто нужно добавить больше жидкости для гидроусилителя руля или незначительно отрегулировать рулевой механизм, чтобы продлить срок службы рулевого механизма.

Утечка жидкости усилителя рулевого управления

Во-вторых, утечка жидкости рулевого управления с гидроусилителем может вызвать проблемы с коробкой передач и вызвать затяжку рулевого колеса. Как уже отмечалось, иногда жесткое рулевое управление означает низкий уровень жидкости для рулевого управления.Однако, поскольку рулевой механизм в большинстве случаев имеет гидравлический привод, уровень жидкости не снизится, если вы не обнаружите утечку в системе рулевого механизма. Как только вы начинаете вытекать жидкость из рулевого механизма с гидроусилителем, это означает, что существует более серьезная проблема, неплотно прилегающее колесо или сломанная прокладка, или другая механическая проблема, которая означает, что утечку необходимо устранить как можно скорее, прежде чем ее можно будет устранить. худший.

Если вы решите не устранять утечку или устранять утечку жидкости рулевого управления с гидроусилителем, это дорогостоящая ошибка, которая может вызвать дополнительное нагревание рулевой рейки, рулевого механизма или других деталей, что может привести к поломке других компонентов рулевого управления. механизм или сломанные шестерни, которые могут привести к опасной ситуации и, возможно, к аварии.

Итак, как вы узнаете, что у вас утечка жидкости для гидроусилителя руля? Между жидкостью для гидроусилителя руля и другими жидкостями в вашем автомобиле есть ключевые различия. Утечку жидкости для рулевого управления из рулевого механизма можно отличить от других жидкостей по запаху, который классифицируется как запах гари, который отличается от других жидкостей в вашем автомобиле. Жидкость рулевого управления обычно бывает красного или розового цвета и поступает из задней части двигателя. Обязательно вызовите механика или принесите свой автомобиль в ближайший автомобильный магазин, чтобы они профессионально разрешили проблему и осмотрели утечку, чтобы устранить ее, прежде чем она повредит вашу рулевую коробку.

Неисправность коробки передач

В-третьих, неисправная, поврежденная или неисправная коробка передач обычно является результатом отсутствия надлежащей смазки, снижения плавности хода и отсутствия ремонта или обслуживания. Если регулярно не проверять обслуживание рулевого механизма, может возникнуть скрежет. Трение приводит к контакту металла с металлом, создавая громкий скрежет при повороте рулевого колеса в любом направлении и уменьшая смазку для плавного движения.

Когда это обычно происходит? Ну обычно на неровной местности или во время неровностей дороги. Если вы едете по шоссе и врезаетесь в выбоину, этот скрежет может стать очевидным. Если вы поворачиваете на подъездную дорожку повыше или у входа в магазин, скрежет может возникнуть при наезде на кочку.

Заметили этот звук? Не ждите помощи, чтобы избавиться от скрежета рулевого механизма. Немедленно обратитесь к механику, чтобы профессионал мог быстро и точно диагностировать проблему и при необходимости заменить рулевой механизм.

Запах горящего масла

Последний симптом тугого рулевого колеса, который отрицательно сказывается на рулевом механизме и способности управлять автомобилем, — запах горящего масла. Как мы знаем, масло, которое может вытекать из руля и коробки, бывает розового или красного цвета и имеет очень сильный и характерный аромат. Если подтекает сама жидкость для рулевого управления, вы обязательно почувствуете сильный запах сгоревшего масла, при этом рулевой механизм также очень горячий.

Если вы почувствуете, что это происходит, вы наверняка сможете это распознать.Найдите безопасное место, чтобы остановиться, если это произойдет, и немедленно прекратите движение. Если вы решите продолжить движение, это может иметь катастрофические последствия, так как ваша машина может загореться, а машина может взорваться, если вы попадете в аварию во время этого случая.

Как проверить на наличие повреждений рулевой механизм

Есть много способов проверить рулевой механизм на износ, чтобы убедиться, что вы можете безопасно управлять автомобилем. Сначала проверьте на износ систему зубчатой ​​рейки и шестерни. Проверьте, нет ли бледности или податливости, повернув рулевое колесо, когда автомобиль неподвижен и не движется.Вы не должны физически сдвинуть колесо более чем на 75 мм, прежде чем колеса начнут вращаться. Обязательно ознакомьтесь с руководством по эксплуатации вашего автомобиля, чтобы определить точную величину поворота колеса вашего автомобиля.

Чтобы проверить сам рулевой механизм, поднимите переднюю часть автомобиля на пандусах, что, возможно, придется сделать в специализированной мастерской. Таким образом, весь вес можно перенести на два передних колеса. Включите ручной тормоз и поставьте колодки за задними колесами, отметив место на ободе рулевого колеса мелом или временным маркером, чтобы вы могли определить, насколько движется рулевое колесо.

Другой способ проверить рулевой механизм на наличие повреждений — это проверить вал-шестерню и шлицевое соединение, определив, что вал-шестерня не болтается и не шатается. Нажмите и потяните вал, чтобы проверить, свободно ли шлицевое соединение на валу, а затем отсоедините соединение. Затем попробуйте сдвинуть вал-шестерню внутрь и наружу в любом направлении — если движение есть, то это признак повреждения рулевого механизма. Ослабленное шлицевое соединение можно исправить, затянув стяжной болт.

Замена рулевой рейки и рулевой коробки

Имейте в виду, когда вы пытаетесь отремонтировать или заменить рулевую рейку, и что этот процесс требует тяжелого, а иногда и дорогого и сложного оборудования, которое необходимо использовать правильно и профессионально для комплексного решения проблемы.Многие из этих больших и тяжелых деталей, которые находятся под вашим автомобилем, такие как валы, шарниры и рулевые механизмы, могут изнашиваться с течением времени и после длительного использования.

Если вы чувствуете, что ваше рулевое управление туго, как мы уже говорили, скорее всего, ваша стойка в порядке. Но если вы видите, что рулевое управление работает неаккуратно, если жидкость в усилителе рулевого управления течет, вам следует немедленно и быстро доставить свой автомобиль на техосмотр к механику.

Итак, как производится ремонт и замена? Механику нужно будет поднять автомобиль и поддержать его на домкратах, чтобы они могли произвести ремонт и увидеть все, что им нужно.Затем шины снимаются, а рулевые тяги и рулевой механизм отсоединяются от системы. Далее меняют рулевую рейку и рулевой механизм — посмотрим, сколько это стоит. Далее в систему подают новую жидкость и устанавливают шины. Наконец, транспортное средство опускают с домкратов, и все готово.

Стоимость замены зависит от типа имеющегося у вас автомобиля. Если у вас более старый автомобиль, например Dodge Ram 2500 2007 года выпуска, то ориентировочная стоимость замены рулевого механизма составляет около 484 долларов.Стоимость запчастей составляет чуть более 308 долларов США, а стоимость рабочей силы — 175 долларов США, а средняя дилерская цена составляет около 544 долларов США.

Однако это одна из самых низких оценок стоимости замены рулевого механизма. В верхней части спектра роскошных автомобилей стоит Porsche Cayenne 2014 года примерно за 1926 долларов США, при этом стоимость запчастей составляет около 1645 долларов США, а затраты на рабочую силу — чуть ниже 280 долларов США, а средняя дилерская цена составляет около 2021 доллара США. Эта изрядная цена заставляет задуматься, стоит ли она своих затрат? Для некоторых автомобилей, таких как модельный ряд BMW, цена может быть слишком высокой, чем в конечном итоге окупается.

АНАЛИЗ РУЛЕВОГО ПРИВОДА

Отсутствие научных исследований определено автором как причина неспособности разработать системы рулевого управления в целом для удовлетворения нынешней потребности в улучшении и упрощении управляемости. Он комментирует имеющиеся скудные данные о неисправностях системы рулевого управления и факторах, влияющих на конструкцию, и подчеркивает необходимость определения действующих напряжений в системах рулевого управления, когда транспортное средство движется по дорогам всех типов, чтобы проектировать можно было с большей уверенностью. и достигнута большая безопасность.Определяя комфорт как включающий легкое рулевое управление, удобное положение для сидения, удобное расположение органов управления, с которыми приходится часто обращаться, и душевное спокойствие относительно точности и надежности рулевого управления, он анализирует причины жесткого рулевого управления, говоря, что система рулевого управления включает каждая часть от рулевого колеса до рулевого механизма и связи с передними колесами, и что сам рулевой механизм является просто редукционным механизмом.

С помощью HA Huebotter он разрабатывает набор автоматических записывающих приборов, которые будут регистрировать не только физическое усилие, необходимое для управления автомобилем, но и одновременно силы и удары, воздействующие на всю систему рулевого управления, так что такие записи будут регистрировать составляют основу конструкции системы рулевого управления.

Важно, чтобы рулевое управление обеспечивало необходимое механическое преимущество или рычаг, позволяющий водителю управлять ухом, и чтобы это достигалось за счет разумного углового поворота рулевого колеса. К сожалению, эти два фундаментальных требования противоречат друг другу, поскольку увеличение механического преимущества вызывает больший поворот рулевого колеса; Итак, диаграммы представлены, чтобы показать, что окончательное общее механическое преимущество складывается из таких факторов, как отношение винтовой линии, внутреннее отношение и отношение диаметра рулевого колеса к длине рулевого рычага, а также в качестве помощи последующий анализ, позволяющий свести к минимуму существующие неисправности системы рулевого управления.

Рулевые механизмы классифицируются как конические зубчатые и сегментные, червячные, винто-гайки, накидные гайки и кулачковые и рычажные, и все, кроме первого, зависят от спирали для приведения в действие. . Далее следует исследование характеристик спирали, описание включенного испытательного устройства и обсуждаются возможности создания спирали с переменным передаточным числом, которая дает большое механическое преимущество в центральном положении движения с меньшим механическим преимуществом в крайних положениях. Автор говорит, что рулевой механизм должен поглощать все нежелательные дорожные удары и при этом сохранять симпатию к дороге; то есть, это должна быть шестерня, которая позволяет передним колесам двигаться по дороге более или менее естественно, так что обеспечивается некоторый эффект самоуправления.

Cardone | Рулевой механизм

Гарантия должна быть возвращена поставщику запчастей, у которого был приобретен продукт CARDONE, и регулируется условиями и положениями магазина запчастей. Если продавец запчастей предлагает другую гарантию, чем гарантия CARDONE, указанная ниже, политика продавца имеет преимущественную силу.

Что такое ядро?
Сердечник — это бывшая в употреблении автомобильная деталь, которая возвращается производителю, а не утилизируется.

Зачем возвращать ядра?
Ядра буквально являются «ядром» процесса восстановления, потому что они являются сырьем, используемым для запуска процесса восстановления. Вот почему восстановители выкупают сердечники у клиентов и больше всего платят за сердечники хорошего качества. Если ядро ​​имеет слишком много повреждений в ключевых областях, оно может быть непригодным для использования или требовать дополнительных ресурсов для обработки; поэтому может быть назначена сокращенная основная выплата. Эта основная политика объясняет возможные вычеты, которые могут быть вычтены из базовой цены, если определенные компоненты отсутствуют или повреждены.

Что такое восстановление?
Восстановление — это процесс снятия использованных деталей, их полной разборки и тщательной очистки, замены изношенных компонентов на оригинальные качественные компоненты и восстановления их первоначального функционирования. Каждый блок проходит 100% тестирование, чтобы гарантировать, что O.E. представление.

Почему «реман»?
ТОВАРЫ
Reman собирает бывшие в употреблении товары длительного пользования, такие как автозапчасти, и возвращает их «в путь» для достижения новых, а иногда и более высоких характеристик.Reman предоставляет возможность обнаружения распространенных видов отказов и внесения усовершенствований в конструкцию для предотвращения повторных отказов.
ЭКОНОМИКА
Продукция Reman обходится потребителям примерно на 40% дешевле, чем новая. Продукты Reman — одни из немногих «зеленых» продуктов, которые на самом деле стоят меньше, чем их «незеленые» аналоги.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
Reman экономит до 86% энергии, необходимой для строительства нового агрегата. Реман обеспечивает экономию парниковых газов до 25 фунтов. за единицу сверх нового.Reman экономит до 85% сырья, необходимого для производства новой установки, за счет повторного использования существующих продуктов. Reman даже более экологичен, чем переработка, поскольку отливки изделий сохраняются, а не превращаются в сырье, что позволяет экономить энергию и сокращать выбросы.

доля

Электронное письмо было успешно отправлено.Электронное письмо не было отправлено, проверьте данные формы.

×

% PDF-1.4 % 21 0 obj> эндобдж xref 21 377 0000000016 00000 н. 0000008515 00000 н. 0000007836 00000 н. 0000008595 00000 н. 0000008781 00000 н. 0000012744 00000 п. 0000012789 00000 п. 0000012834 00000 п. 0000012879 00000 п. 0000012924 00000 п. 0000012969 00000 п. 0000013014 00000 п. 0000013059 00000 п. 0000013104 00000 п. 0000013149 00000 п. 0000013194 00000 п. 0000013239 00000 п. 0000013284 00000 п. 0000013329 00000 п. 0000013374 00000 п. 0000013419 00000 п. 0000013464 00000 п. 0000013509 00000 п. 0000013554 00000 п. 0000013630 00000 п. 0000013869 00000 п. 0000014092 00000 п. 0000014321 00000 п. 0000014366 00000 п. 0000014411 00000 п. 0000014456 00000 п. 0000014501 00000 п. 0000014546 00000 п. 0000014591 00000 п. 0000014636 00000 п. 0000014681 00000 п. 0000014726 00000 п. 0000014771 00000 п. 0000014816 00000 п. 0000014861 00000 п. 0000014906 00000 п. 0000014951 00000 п. 0000014996 00000 п. 0000015041 00000 п. 0000015086 00000 п. 0000015131 00000 п. 0000015176 00000 п. 0000015221 00000 п. 0000015266 00000 п. 0000015311 00000 п. 0000015356 00000 п. 0000015401 00000 п. 0000015446 00000 п. 0000015491 00000 п. 0000015536 ​​00000 п. 0000015581 00000 п. 0000015626 00000 п. 0000015671 00000 п. 0000015829 00000 п. 0000016279 00000 н. 0000016683 00000 п. 0000016728 00000 п. 0000016773 00000 п. 0000016818 00000 п. 0000016863 00000 п. 0000016908 00000 п. 0000016953 00000 п. 0000016998 00000 н. 0000017043 00000 п. 0000017088 00000 п. 0000017133 00000 п. 0000017178 00000 п. 0000017223 00000 п. 0000017268 00000 п. 0000017313 00000 п. 0000017358 00000 п. 0000017403 00000 п. 0000017448 00000 п. 0000017493 00000 п. 0000018396 00000 п. 0000019191 00000 п. 0000019888 00000 п. 0000020547 00000 п. 0000021238 00000 п. 0000021274 00000 п. 0000022020 00000 н. 0000023025 00000 п. 0000024022 00000 п. 0000026692 00000 п. 0000026852 00000 п. 0000027024 00000 п. 0000027210 00000 п. 0000027400 00000 н. 0000027594 00000 п. 0000027776 00000 п. 0000027960 00000 н. 0000028130 00000 п. 0000028313 00000 п. 0000028492 00000 п. 0000028674 00000 п. 0000028854 00000 п. 0000029042 00000 н. 0000029222 00000 п. 0000029412 00000 п. 0000029608 00000 п. 0000029798 00000 п. 0000029986 00000 н. 0000030163 00000 п. 0000030341 00000 п. 0000030530 00000 п. 0000030717 00000 п. 0000030894 00000 п. 0000031090 00000 п. 0000031284 00000 п. 0000031466 00000 п. 0000031653 00000 п. 0000031862 00000 п. 0000032074 00000 п. 0000032294 00000 п. 0000032495 00000 п. 0000032699 00000 н. 0000032902 00000 н. 0000033101 00000 п. 0000033286 00000 п. 0000033469 00000 п. 0000033654 00000 п. 0000033839 00000 п. 0000034029 00000 п. 0000034213 00000 п. 0000034390 00000 п. 0000034580 00000 п. 0000034769 00000 п. 0000034959 00000 п. 0000035148 00000 п. 0000035337 00000 п. 0000035526 00000 п. 0000035710 00000 п. 0000035888 00000 п. 0000036061 00000 п. 0000036239 00000 п. 0000036419 00000 п. 0000036599 00000 н. 0000036776 00000 п. 0000036944 00000 п. 0000037127 00000 п. 0000037292 00000 п. 0000037452 00000 п. 0000037617 00000 п. 0000037789 00000 п. 0000037960 00000 п. 0000038127 00000 п. 0000038312 00000 п. 0000038520 00000 п. 0000038701 00000 п. 0000038877 00000 п. 0000039057 00000 н. 0000039239 00000 п. 0000039438 00000 п. 0000039640 00000 п. 0000039838 00000 п. 0000040032 00000 н. 0000040232 00000 п. 0000040446 00000 п. 0000040655 00000 п. 0000040867 00000 п. 0000041087 00000 п. 0000041308 00000 п. 0000041527 00000 н. 0000041747 00000 п. 0000041984 00000 п. 0000042231 00000 п. 0000042470 00000 п. 0000042713 00000 п. 0000042967 00000 п. 0000043218 00000 п. 0000043474 00000 п. 0000043763 00000 п. 0000044068 00000 п. 0000044371 00000 п. 0000044612 00000 п. 0000044917 00000 п. 0000045062 00000 п. 0000045380 00000 п. 0000045534 00000 п. 0000045852 00000 п. 0000046009 00000 п. 0000046334 00000 п. 0000046663 00000 п. 0000046995 00000 п. 0000047322 00000 п. 0000047657 00000 п. 0000047988 00000 п. 0000048345 00000 п. 0000048692 00000 п. 0000049049 00000 н. 0000049405 00000 п. 0000049758 00000 п. 0000050109 00000 п. 0000050451 00000 п. 0000050794 00000 п. 0000051163 00000 п. 0000051504 00000 п. 0000051844 00000 п. 0000052191 00000 п. 0000052531 00000 п. 0000052874 00000 п. 0000053146 00000 п. 0000053489 00000 п. 0000053859 00000 п. 0000054226 00000 п. 0000054581 00000 п. 0000054923 00000 п. 0000055282 00000 п. 0000055641 00000 п. 0000056013 00000 п. 0000056398 00000 п. 0000056795 00000 п. 0000057168 00000 п. 0000057564 00000 п. 0000057947 00000 п. 0000058334 00000 п. 0000058627 00000 п. 0000058920 00000 п. 0000059219 00000 п. 0000059514 00000 п. 0000059812 00000 п. 0000060095 00000 п. 0000060386 00000 п. 0000060674 00000 п. 0000060956 00000 п. 0000061251 00000 п. 0000061546 00000 п. 0000061837 00000 п. 0000062141 00000 п. 0000062437 00000 п. 0000062739 00000 п. 0000063033 00000 п. 0000063320 00000 п. 0000063604 00000 п. 0000063893 00000 п. 0000064187 00000 п. 0000064479 00000 п. 0000064780 00000 п. 0000065081 00000 п. 0000065381 00000 п. 0000065680 00000 п. 0000065815 00000 п. 0000066127 00000 п. 0000066443 00000 п. 0000066764 00000 п. 0000067076 00000 п. 0000067387 00000 п. 0000067705 00000 п. 0000068015 00000 п. 0000068311 00000 п. 0000068624 00000 п. 0000068918 00000 п. 0000069215 00000 п. 0000069518 00000 п. 0000069815 00000 п. 0000070105 00000 п. 0000070401 00000 п. 0000070699 00000 п. 0000070996 00000 п. 0000071293 00000 п. 0000071591 00000 п. 0000071881 00000 п. 0000072168 00000 п. 0000072341 00000 п. 0000072613 00000 п. 0000072773 00000 п. 0000073051 00000 п. 0000073193 00000 п. 0000073479 00000 п. 0000073762 00000 п. 0000074044 00000 п. 0000074323 00000 п. 0000074599 00000 п. 0000074878 00000 п. 0000075154 00000 п. 0000075421 00000 п. 0000075688 00000 п. 0000075967 00000 п. 0000076237 00000 п. 0000076513 00000 п. 0000076792 00000 п. 0000077163 00000 п. 0000077535 00000 п. 0000077915 00000 п. 0000078293 00000 п. 0000078672 00000 п. 0000079046 00000 п. 0000079404 00000 п. 0000079766 00000 п. 0000080136 00000 п. 0000080500 00000 п. 0000080871 00000 п. 0000081250 00000 п. 0000081619 00000 п. 0000081993 00000 п. 0000082375 00000 п. 0000082755 00000 п. 0000083127 00000 п. 0000083521 00000 п. 0000083904 00000 п. 0000084290 00000 п. 0000084589 00000 п. 0000084977 00000 п. 0000085356 00000 п. 0000085737 00000 п. 0000086126 00000 п. 0000086506 00000 п. 0000086899 00000 н. 0000087282 00000 п. 0000087654 00000 п. 0000088018 00000 п. 0000088386 00000 п. 0000088760 00000 п. 0000089133 00000 п. 0000089494 00000 п. 0000089846 00000 п. 00000

00000 п. 0000090557 00000 п. 0000090911 00000 п. 0000091292 00000 п. 0000091656 00000 п. 0000092012 00000 н. 0000092371 00000 п. 0000092728 00000 н. 0000093087 00000 п. 0000093356 00000 п. 0000093699 00000 н. 0000094035 00000 п. 0000094378 00000 п. 0000094711 00000 п. 0000095052 00000 п. 0000095402 00000 п. 0000095737 00000 п. 0000096063 00000 п. 0000096208 00000 п. 0000096543 00000 п. 0000096681 00000 п. 0000096998 00000 н. 0000097290 00000 н. 0000097597 00000 п. 0000097898 00000 п. 0000098175 00000 п. 0000098461 00000 п. 0000098717 00000 п. 0000098984 00000 п. 0000099236 00000 п. 0000099493 00000 п. 0000099741 00000 п. 0000099993 00000 н. 0000100233 00000 н. 0000100493 00000 п. 0000100753 00000 н. 0000100985 00000 н. 0000101210 00000 н. 0000101420 00000 н. 0000101602 00000 п. 0000101805 00000 н. 0000101990 00000 н. 0000102191 00000 п. 0000102373 00000 п. 0000102582 00000 н. 0000102752 00000 н. 0000102961 00000 н. 0000103112 00000 н. 0000103330 00000 н. 0000103542 00000 п. 0000103751 00000 п. 0000103966 00000 н. 0000104166 00000 н. 0000104364 00000 н. 0000104568 00000 н. 0000104758 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 23 0 obj> поток x ڜ OHq ߬ fvw ~ oT? ».f] \ 5 ؈ IkD @ imL6 [] 6K% f # `X 윌 H (Q $ ¨ | = {wx

Сброс рулевого управления | Профи по обслуживанию автомобилей

Диагностика и ремонт системы рулевого управления, поврежденной в результате столкновения, требует базового понимания этих механических систем. Независимо от проблем, связанных с конкретной моделью, системы рулевого управления имеют много общих технологий и компонентов, необходимых для того, чтобы заставить автомобиль подчиняться рулевому управлению водителя. Ниже подробно описаны общие концепции, компоненты и методы диагностики системы рулевого управления.

Независимо от конкретного типа системы рулевого управления, управление направлением движения автомобиля включает в себя рулевое колесо, рулевой вал и рычажный механизм, соединяющий движение вала с передними колесами. Система рулевого управления может быть либо ручной, либо с усилителем — система ручного рулевого управления полагается на водителя, который обеспечивает усилие, необходимое для изменения направления вращения колеса, в то время как система рулевого управления с усилителем использует гидравлическое давление в качестве вспомогательного, уменьшая необходимое усилие на входе.

Основные операции одинаковы как для ручного, так и для рулевого управления с усилителем.Когда водитель поворачивает рулевое колесо, рулевой вал (расположенный в рулевой колонке) вращается. Рулевой вал соединен с рулевым механизмом (либо отдельной коробкой передач, либо шестерней реечной передачи). Движение этой входной шестерни заставляет рычажный механизм перемещаться влево или вправо. Тяга соединяет рулевой механизм с рулевыми рычагами, в результате чего колеса поворачиваются вправо или влево по мере необходимости.

Механическое преимущество и передаточное число

«Механическое преимущество» — это отношение выходной силы к входной силе, приложенной к механическому устройству.Используя механическое преимущество, небольшая входная сила может привести к большей выходной силе. Поскольку водитель прикладывает к рулевому колесу относительно небольшую входную силу, к колесам прилагается гораздо большая выходная сила. 10 фунтов. сила, приложенная к рулевому колесу, может составлять до 270 фунтов. или большее усилие на колесах. Когда рулевое колесо поворачивается, это приводит к перемещению шины / колеса в сборе. Это означает, что любая сила, применяемая водителем, должна приводить к перемещению рулевого механизма, который передает движение рулевым рычагам.Когда рулевые рычаги движутся, эта сила должна быть достаточно большой, чтобы двигать шины. Это означает преодоление силы трения шин о землю. Принимая во внимание вес транспортного средства, приложенный к шинам, это представляет собой большой вес, который необходимо преодолеть. Осознав это, вы сможете оценить работу, которую должна выполнять система рулевого управления. Механическое преимущество, создаваемое системой рулевого управления, позволяет колесам перемещаться. Это механическое преимущество связано с передаточным отношением рулевого механизма.

Передаточное число рулевого управления — это количество градусов, на которое рулевое колесо должно повернуться, чтобы повернуть передние колеса на один градус.

Передаточные числа рулевого управления различаются в зависимости от типа автомобиля и его предполагаемого использования. Типичные автомобильные передаточные числа рулевого управления варьируются от примерно 24: 1 с ручным рулевым управлением до примерно 14: 1 с усилителем рулевого управления. Чем выше передаточное отношение рулевого управления, тем легче поворачивать колесо и управлять автомобилем. Чем ниже передаточное число, тем больше усилий требуется на рулевом колесе.Рулевое управление с более быстрым передаточным числом может потребовать большего усилия на рулевом колесе, но может поворачивать колеса быстрее для более быстрой реакции рулевого управления.

Передаточное число рулевого управления определяется передаточным числом рулевого механизма и передаточным числом рулевой тяги. Передаточное число рулевого механизма рулевого механизма штанги зависит от угла и наклона зубьев червячной и секторной шестерен. В узле реечного рулевого управления передаточное отношение рулевого управления определяется количеством зубьев ведущей шестерни. Чем меньше зубьев на ведущей шестерне, тем выше передаточное число.Чем больше зубьев на ведущей шестерне, тем ниже передаточное число.

Типы рулевых систем

Некоторые рулевые механизмы обеспечивают управление с переменным передаточным числом. Это позволяет изменять передаточное отношение рулевого управления, когда рулевое колесо отклоняется от его положения по прямой. Типичное изменение может быть с 16: 1 до 13: 1. Для первых 40 градусов поворота рулевого колеса в любом направлении передаточное отношение рулевого управления остается постоянным. Это более быстрое передаточное отношение обеспечивает больший контроль при движении по шоссе.Когда рулевое колесо поворачивается более чем на 40 градусов от положения по прямой, передаточное отношение рулевого управления уменьшается. Это более низкое и более медленное передаточное отношение рулевого управления помогает водителю при движении по городу при поворотах или парковке. Рулевое колесо не нужно поворачивать так далеко, чтобы повернуть колеса.

Небольшое количество автомобилей используют систему рулевого управления на четыре колеса. В системе этого типа вращаются и задние колеса, и передние. Цель состоит в том, чтобы обеспечить больший контроль управляемости и большую способность делать крутые повороты.Задние колеса четырехколесной системы рулевого управления могут управляться механически или электронно. Чтобы обеспечить больший контроль на низких скоростях, задние колеса могут поворачиваться в направлении, противоположном передним, позволяя задней части автомобиля поворачиваться больше. Это может быть полезно в ограниченном пространстве или при парковке. На более высоких скоростях задние колеса поворачиваются в том же направлении, что и передние, что обеспечивает большую устойчивость при поворотах и ​​смене полосы движения.

Система ручного рулевого управления состоит из четырех основных компонентов.Во-первых, рулевое колесо и рулевой вал являются «входной» частью системы рулевого управления. Это позволяет водителю вводить команды рулевого управления.

Затем соединение рулевого механизма преобразует вращательное движение рулевого вала в поступательное (левое и правое движение). Рулевой механизм преобразует входные команды рулевого колеса и вала в «выходные» команды.

Другой компонент — это рулевая тяга, которая соединяет рулевой механизм с рулевыми рычагами.Поскольку колеса жестко прикреплены к узлам рулевого рычага, колесо поворачивается всякий раз, когда рулевые рычаги перемещаются вправо или влево. Движение рулевого управления, которое соединяет рулевой механизм с колесами, включает рычажный механизм, который управляет «выходной мощностью» рулевого управления.

Наконец, рулевые рычаги являются частью узла крепления колеса. Рулевые рычаги в основном представляют собой удлиненные рычаги, которые соединяют колесо с рулевой тяги.

В системе рулевого управления с усилителем используется устройство, которое помогает усилию рулевого управления.Это облегчает водителю поворот рулевого колеса. Система рулевого управления с усилителем увеличивает усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу.

Самый распространенный тип усилителя мощности — гидравлический. Он оснащен гидравлическим насосом (насос гидроусилителя рулевого управления), который нагнетает гидравлическую жидкость в систему рулевого механизма, помогая водителю перемещать шестерни. В некоторых случаях автомобиль может быть оснащен рулевым управлением с электронным усилителем, при этом усилитель мощности обеспечивает электродвигатель.

Все системы рулевого управления с гидроусилителем в основном работают одинаково. Гидравлический насос нагнетает гидравлическую жидкость. Через гидравлические шланги и трубки, соединяющие насос гидроусилителя рулевого управления с рулевым механизмом, эта жидкость под давлением затем становится доступной для рулевого механизма, когда это необходимо. Когда рулевое колесо поворачивается, регулирующий клапан в рулевом механизме с гидроусилителем открывается и закрывает различные каналы для жидкости внутри корпуса коробки передач. Жидкость под давлением входит в корпус редуктора, заставляя поршень двигаться, что создает гидравлическое усилие на шестерни, помогая им двигаться.Этот усилитель мощности снижает усилие рулевого управления, необходимое водителю.

Сегодня во многих автомобилях используется чувствительный к скорости усилитель рулевого управления. Это переменная вспомогательная система, которая использует электронное управление, чтобы решить, сколько мощности требуется в любой момент времени. Дополнительные части в системе этого типа могут включать в себя специальный электронный модуль управления (ЭБУ), называемый модулем управления усилителем рулевого управления, датчик угла поворота рулевого колеса, датчик скорости транспортного средства и электромагнитный клапан. В некоторых автомобилях датчик угла поворота рулевого колеса не используется, а сигнал датчика скорости автомобиля используется только для ввода данных в ЭБУ.

Если в комплект входит датчик угла поворота рулевого колеса, этот датчик определяет скорость движения рулевого колеса, а датчик скорости автомобиля определяет скорость движения автомобиля. Эти сигналы являются входами, которые поступают в электронный контроллер. В свою очередь, контроллер решает, какой усилитель рулевого управления требуется, и отправляет сигнал на электромагнитный клапан. Автомобили, оснащенные системой гидроусилителя рулевого управления с переменным усилителем, будут иметь отдельный диагностический разъем на ЭБУ рулевого управления, что позволит технику извлекать диагностические коды для этой системы.Электронный регулируемый усилитель мощности можно найти на автомобилях с реечным рулевым управлением или шаровым рулевым управлением с рециркуляцией.

Механическая система рулевого управления четырьмя колесами представляет собой механическое соединение между передним и задним рулевыми механизмами. Это можно сделать с помощью длинного рулевого вала, который соединяется с выходным валом шестерни на передней рейке и со специальным задним рулевым механизмом. Затем задний рулевой механизм соединяется с каждым задним колесом с помощью задней поперечной рулевой тяги. Во время небольших входных поворотов рулевого колеса, например, при движении по шоссе, задние колеса поворачиваются на небольшую величину в том же направлении, что и передние колеса.Когда рулевое колесо поворачивается сильнее во время работы на малой скорости, задние колеса поворачиваются в направлении, противоположном направлению передних колес.

Электронная система рулевого управления четырьмя колесами использует дополнительный насос гидроусилителя рулевого управления для заднего рулевого механизма и отдельный узел задних регулирующих клапанов для задней части. Когда рулевое колесо поворачивается, гидравлическое давление, которое прикладывается к переднему рулевому механизму, воздействует на регулирующий клапан системы заднего рулевого управления. Это направляет жидкость под давлением от заднего насоса гидроусилителя рулевого управления к заднему гидроцилиндру.Затем силовой цилиндр заставляет задние продольные рычаги двигаться вправо или влево. В системе этого типа задние колеса всегда движутся в том же направлении, что и передние, максимум на 1,5 градуса. Угол поворота задних колес изменяется пропорционально скорости автомобиля, тяговому усилию и усилию рулевого колеса. Некоторые автомобили могут использовать электромеханическое рулевое управление на четыре колеса. Он имеет механическое соединение с помощью рулевого вала, который соединяет передний рулевой механизм с задним рулевым механизмом. Кроме того, ЭБУ посылает управляющие сигналы на задний рулевой механизм.На низких скоростях задние колеса будут вращаться в направлении, противоположном передним колесам, а на высоких скоростях задние колеса будут вращаться в том же направлении, что и передние колеса.

Электронная стойка и шестерня

Некоторые автомобили могут быть оснащены электронным реечным рулевым механизмом с гидроусилителем. Вместо использования плоской рейки с прямыми зубьями, как в обычной рейке, в этом типе рулевого механизма используется косозубая зубчатая рейка, приводимая в движение подвижной шариковой гайкой.

На шариковую гайку действует быстродействующий электродвигатель.Магнит и магнитный датчик, установленные на валу шестерни, работают как датчик крутящего момента, который сигнализирует ЭБУ, сообщая компьютеру, какой крутящий момент рулевого управления прикладывается водителем и в каком направлении. Когда магнитный датчик обнаруживает большее движение, сигнал, отправляемый в ЭБУ, становится сильнее. Это заставляет ЭБУ подавать переменное напряжение на электродвигатель внутри корпуса стойки. Шариковая гайка, которая прикреплена непосредственно к электродвигателю, затем проходит по спиральным канавкам на стойке, заставляя стойку перемещаться вправо или влево по мере необходимости.Рейка рулевого управления с электроусилителем не использует гидравлическую систему, поэтому в ней нет насоса рулевого управления с гидроусилителем, шлангов, бачка или жидкости.

Испытания под давлением

Перед проведением испытания под давлением проверьте состояние всех шлангов и фитингов. Если какие-либо шланги мягкие и губчатые, твердые и хрупкие, имеют трещины, видны изношенные пятна трения и т. Д., Шланг необходимо немедленно заменить. Ржавые, помятые, потрескавшиеся или поврежденные иным образом трубы также необходимо заменить.

Испытание давления жидкости может быть выполнено, чтобы определить, работают ли насос, шланги, трубки и рулевой механизм при надлежащем внутреннем давлении.Манометр установлен на трубке высокого давления (подающей) на рулевом механизме. Используя в качестве примера силовую рейку и шестерню, отсоедините трубку подачи давления от корпуса реечной передачи рулевого механизма и прикрепите трубку подачи, которая проходит от насоса к шестерне, в положение IN манометра. Подсоедините впускной патрубок давления рулевого механизма к ВЫКЛЮЧЕННОМУ положению манометра. При прокачке системы рулевого управления с гидроусилителем, работе двигателя на холостом ходу и открытом контрольном клапане несколько раз поверните рулевое колесо из положения блокировки в положение блокировки.При работающем двигателе на холостом ходу закройте манометрический клапан и отметьте показания манометра. Можно отметить значение давления около 925 фунтов на квадратный дюйм, хотя оно может варьироваться в зависимости от системы (всегда проверяйте руководство по обслуживанию).

На холостом ходу полностью откройте клапан. Измерьте давление жидкости при оборотах двигателя от 1000 до 3000 об / мин. Разница в давлении жидкости должна составлять около 71 фунта на квадратный дюйм или меньше. При работающем двигателе на холостом ходу и полностью открытом клапане поверните рулевое колесо в положение полной блокировки.Давление жидкости должно быть не менее 925 фунтов на квадратный дюйм (опять же, конкретные характеристики давления могут отличаться). Выключите двигатель и дайте системе остыть до комнатной температуры, прежде чем отсоединять датчик. После подключения трубок к рулевому механизму прокачайте систему и проверьте уровень жидкости.

Диагностика силовой стойки и шестерни

Если во время парковки или работы на низкой скорости ощущается вибрация в рулевом колесе и / или приборной панели, возможно, что в жидкости гидроусилителя рулевого управления скопился воздух.Вибрация должна исчезнуть после нескольких миль работы. Однако причиной также может быть ослабленная или изношенная рулевая тяга или конец рулевой тяги. Если рулевое управление заедает, заедает или заедает в определенных положениях или с трудом поворачивается, существует ряд возможностей, включая жидкость для рулевого управления с низким усилителем, недостаточно накачанные шины, сухие, несмазанные передние шаровые шарниры, изношенные нижние шаровые шарниры, сухие концы внешней поперечной рулевой тяги, ослабленный приводной ремень гидроусилителя рулевого управления, неисправный насос гидроусилителя рулевого управления, чрезмерное трение в рулевой колонке, заклинивание нижнего шарового шарнира, изношенное сиденье и подшипник передней стойки амортизатора или чрезмерное трение в рулевом механизме.Если рулевое управление трудно поворачивать, или если водитель испытывает кратковременное увеличение усилия при повороте рулевого колеса, возможно, неисправен переключатель давления рулевого управления с гидроусилителем или в узле рулевого механизма есть утечка в контуре высокого давления. Другие причины могут включать недостаточно накачанные шины, низкий уровень жидкости рулевого управления с гидроусилителем, сухие шаровые шарниры, изношенные нижние шаровые шарниры или низкое давление насоса гидроусилителя рулевого управления. Если блок зубчатой ​​рейки был поврежден при столкновении, зубчатая рейка могла погнуться или поцарапаться.

Диагностика рулевой колонки

Во время лобового столкновения рулевую колонку, возможно, придется заменить из-за конструкции, которая может позволить колонке сложиться, чтобы поглотить энергию удара. В большинстве случаев рулевую колонку необходимо заменить, если автомобиль попал в аварию, в результате которой сработала подушка безопасности, даже если повреждения кажутся незначительными.