Рулевое управление автомобиля — назначение и устройство

Главная  /  Учебник по устройству автомобиля  /  Глава 8. Рулевое управление » Подраздел 8.1 Назначение и устройство рулевого управления

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля. Обычно управляемыми являются колеса передней оси, но это преимущественно на легковых автомобилях. Иногда для улучшения управляемости автомобиля и сохранения над ним полного контроля его делают полноуправляемым, то есть управляемыми являются не только основные передние колеса – задние также имеют возможность отклоняться на определенный угол.

Рулевое управление может быть с усилителем или без него, может устанавливаться на поперечине кузова в моторном отсеке или на подрамнике (практически на всех современных автомобилях).

 Устройство рулевого управления

Рисунок 8.1 Пример рулевого механизма.
1 – рулевое колесо; 2 – гайка крепления рулевого колеса; 3 – верхний кожух рулевой колонки; 4 – шестерня рулевого редуктора; 5 – фланец рулевого вала; 6 – рулевой вал; 7 – труба рулевого вала; 8 – нижний кожух рулевой колонки; 9 – шаровой шарнир; 10 – наконечник рулевой тяги; 11 – пыльник; 12 – рейка рулевого редуктора; 13 – болт крепления рулевой тяги; 14 – стопорная пластина; 15 – рулевая тяга; 16 – поворотный рычаг передней стойки.

 Рулевое колесо и рулевая колонка

Садясь в автомобиль на место водителя, первое, что вы видите, — это рулевое колесо. Вращая его в ту или иную сторону, вы направляете автомобиль. Ничего в рулевом колесе (или руле) сложного нет… если это, конечно, руль автомобиля самой простой комплектации. В современных автомобилях руль — это и место для установки подушки безопасности, и пульт управления аудиосистемой вместе с телефоном, также это контроллер для управления бортовым компьютером. Рулевое колесо современного автомобиля иногда бывает попросту перегружено всяческими переключателями и кнопками, которые имеют различное назначение.

Рулевая колонка, это, по сути, два вала (реже один), соединенных между собой универсальными шарнирами (похожими на карданные). Она призвана передавать вращение от рулевого колеса к рулевому механизму. На многих нынешних автомобилях предусмотрена регулировка угла наклона рулевого колеса и расстояния его вылета. Другими словами, вы можете, перемещая рулевое колесо вверх/вниз и на себя/от себя, установить то положение, которое наиболее близко к идеальному, согласно вашим пожеланиям.

Примечание
Для обеспечения высоких показателей пассивной безопасности, к проектированию рулевой колонки относятся так же серьезно, как и, например, к проектированию сиденья. Это связано с тем, что при фронтальном столкновении рулевое колесо не должно смещаться более, чем это допустимо. Поэтому при столкновении рулевая колонка должна складываться или ломаться в определенных местах.

 Рулевой механизм

На современных легковых автомобилях применяются два самых распространенных типа рулевых механизмов: червячный и реечный.

Интересно
Огромное значение имеет место расположения на подрамнике рулевого механизма относительно воображаемой оси управляемых колес. Так, установка рулевого механизма за передней осью или перед ней в итоге может кардинально изменить поведение автомобиля на дороге, поэтому конструкторы при проектировании автомобиля подходят к этому вопросу очень серьезно.

 Червячный рулевой механизм

Если рулевой механизм червячный, то он состоит из глобоидного червяка и углового сектора, на который установлен ролик. К угловому сектору подсоединен вал, а на валу закреплена сошка. Перемещение сошки передается на рулевую трапецию, которая состоит из рулевых тяг. Тяги, перемещаясь, поворачивают колеса в ту или иную сторону. Устройство рулевого механизма показано на рисунке 8.2. Сейчас автомобили с червячным рулевым механизмом встречаются все реже.

Рисунок 8.2 Червячный рулевой механизм.

Червячная передача – это такой тип передачи, в которой имеется червяк, представляющий собой резьбовую часть болта, но только с увеличенными во много раз витками, и шестерня, входящая в зацепление с этим червяком.

Глобоидным червяк называется из-за своей формы: его профиль вогнутый, как показано на рисунке 8.3.

Рисунок 8.3 Внешний вид глобоидного червяка.

 Реечный рулевой механизм

Теперь опишем реечный рулевой механизм (рисунок 8.4). Он состоит из шестерни и зубчатой рейки. Шестерня соединена с валом рулевой колонки, а рейка через тяги – с поворотными кулаками колес.

Рисунок 8.4 Реечный рулевой механизм.

Интересно
Иногда зубья на рейке наносят с переменным шагом (рисунок 8.5). Делают это для того, чтобы получить подобие активного рулевого управления для получения сочетания таких противоречивых показателей, как управляемость и комфорт. Так, для того чтобы при парковке водитель не вращал рулевое колесо на 5—10 оборотов в угоду легкости, желательно, чтобы число оборотов от упора до упора составляло как можно меньше – один, а то и пол-оборота. Но если от правого крайнего положения руля до левого будет всего один оборот, то рулевое управление будет довольно чувствительным к каждому движению, что опасно при движении на высоких скоростях, так как плавно выполнить все маневры не удастся, а это чревато последствиями. Вот и пришли к такому довольно простому компромиссному решению: шаг центральных зубьев рулевой рейки небольшой, а передаточное отношение чуть выше, а, следовательно, и чувствительность к отклонению рулевого колеса небольшая.

Но от центра шаг зубьев увеличивается, чтобы уменьшить передаточное отношение и общее число оборотов рулевого колеса.

Рисунок 8.5 Пример зубчатой рейки рулевого механизма с переменным шагом зубьев.

Примечание
Шаг зубьев – это расстояние между центрами вершин зубьев.

Интересно
Кстати, может быть и обратная ситуация, когда шаг зубьев рейки уменьшается ближе к концам рейки.

Реечный рулевой механизм занял место червячного и основательно закрепился как наиболее актуальная конструкция, так как его преимущества говорят сами за себя: управление автомобилем, даже не оборудованным усилителем рулевого управления, несложное, небольшое количество звеньев всего рулевого механизма, простота монтажа на автомобиль и сведение к минимуму операций по обслуживанию.

 Рулевой привод

Рулевой привод — это набор тяг и шарниров, связывающих и передающих перемещения от рулевого механизма к поворотным кулакам управляемых колес.

Если вернуться к червячному рулевому механизму, то в классической схеме имеются три тяги — одна центральная и две боковые, они соединяются через шарниры.

Тяги рулевого привода в данном случае называют рулевой трапецией. Конструкция рулевой трапеции в геометрическом плане такова, что она обеспечивает поворот управляемых колес на разные углы (смотрите главу «Ходовая часть»).

При условии установки реечного рулевого механизма все немного проще. К рулевой рейке крепятся рулевые тяги с обеих сторон, которые передают перемещение на поворотные кулаки колес. Преимущества очевидны, ведь чем меньше различных промежуточных звеньев, тем надежнее и точнее весь механизм.

Примечание
Чтобы исключить попадание грязи и пыли в корпус реечного рулевого механизма, с обеих его сторон установлены так называемые пыльники (гофрированные резиновые чехлы).

 Углы поворота управляемых колес

При повороте управляемые колеса автомобиля проходят различные расстояния. И если оба колеса будут поворачиваться на одинаковый угол, автомобиль будет смещаться с заданной траектории, при этом шины колес будут значительно быстрее изнашиваться.

Рисунок 8. 6 Поворот управляемых колес на разные углы.

Для того чтобы избежать этого, рулевое управление проектируют таким образом, чтобы обеспечить поворот внутреннего колеса на больший угол относительно наружного.

Рисунок 8.7 Поворот управляемых колес на различные углы.

Глава 8. Рулевое управление

Аэродинамика автомобиля Общие сведения о электрооборудовании автомобиля

Подраздел 8.2 Назначение и типы усилителей рулевого управления

 

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by Disqus

Методы проверки рулевого управления автомобиля, как проверить рулевое управление машины

Если вы дошли до материала о том, как проверить рулевое управление машины перед покупкой, значит, авто вы уже подобрали, необходимые вопросы продавцу задали и морально готовитесь к осмотру автомобиля. Значит вы уже в курсе, почему важно проверить состояние рулевого управления перед покупкой авто, и чем грозит его неисправность: угроза безопасности и жизни водителя и пассажиров.

Для начала проверьте осматриваемый автомобиль с помощью сервиса «Автокод». Так вы сможете узнать, бывал ли авто в авариях, которые могли бы повлиять на состояние рейки и управляемости машины. Также вы получите немало полезной информации: от того, не находится ли машина в угоне или залоге, до реального пробега и количества владельцев. Обезопасьте себя при покупке б/у авто – воспользуйтесь простым методом проверки авто по VIN-номеру или по госномеру.

Если вы профессиональный продавец авто, воспользуйтесь сервисом безлимитных проверок авто «Автокод Профи». «Автокод Профи» позволяет оперативно проверять большое количество машин, добавлять комментарии к отчетам, создавать свои списки ликвидных ТС, быстро сравнивать варианты и хранить данные об автомобилях в упорядоченном виде.

Методы проверки рулевого управления автомобиля

Проверка рулевого управления автомобиля на слух

Прокатитесь на выбранном автомобиле по ровным и грунтовым дорогам, выключите музыку, закройте окна и прислушайтесь ко всем звукам. Посторонние бряцанья, шумы, лязг, постукивания, скрипы, хрусты сигнализируют о неисправностях машины. При расшатанном рулевом управлении:

• отчетливо слышен стук рейки — детали передней подвески изнашиваются и разбалтываются из-за низкого качества дорог;
• появляется шум при повороте колес — как правило, водитель незамедлительно ремонтирует элементы рулевого управления, потому что ездить с такой неисправностью нельзя; если же вы обнаружили шум при осмотре продаваемого автомобиля – это повод задуматься о доверии к продавцу;
• шум из-за работающего насоса (для автомобилей, на которые установлены гидроусилители) означает, что подошел конец срока его эксплуатации.

Если на ровной дороге никаких шумов вы не услышали, то прокатитесь по препятствиям — лежачие полицейские, поребрики, грунтовые дороги — и прислушайтесь к звукам еще раз.

Тормозная система и рулевое управление — самые важные в вопросах безопасности узлы автомобиля. Не жалейте времени на проверку этих деталей при покупке авто с рук.

Проверка рулевого управления автомобиля на ходу

Вам придется «отрастить» шестое чувство, чтобы не только услышать, но и почувствовать неисправности. Садитесь на водительское кресло и покрутите руль во всех направлениях. Если узел управления машиной уже сдает свои позиции, то:

• руль крутится с усилием, туго — скорее всего, нарушены углы установки колес, руль при этом не будет стоять ровно;
• руль крутится слишком легко. Не проверяйте этот пункт на скользкой дороге, потому что на льду даже при исправно работающем узле, руль крутится легко;
• руль заедает или люфтит – это означает, что пришел конец шарнирам наконечника рулевой тяги или изношен подшипник рулевого вала;
• руль вибрирует при поворотах – в этом случае также необходимо проверить подшипник рулевого вала.

Обратите внимание, что усилитель руля (если он установлен) на разных скоростях работает с разным усилием: чем выше скорость, тем легче крутится руль, и чем ниже скорость, тем труднее.

На ходу автомобиль должен ехать ровно по прямой дороге и не уходить в сторону. Такой дефект также намекает на неисправность рейки.

Также читайте: Как провести тест-драйв автомобиля

Внешний осмотр

Если во время движения не были обнаружены шумы, стуки и люфты, автомобиль хорошо «держал» дорогу, передняя подвеска и рулевое управление не вызвали у вас подозрений, то нет смысла самому ковыряться в наконечниках, болтах и шарнирах – скорее всего, автомобиль исправен. Однако если хоть что-то вас смутило при осмотре, то найдите возможность заглянуть под машину самостоятельно, спустившись в яму или, загнав машину на эстакаду, и посмотрите:

• нет ли подтеков масла на рейке или насосе ГУР – если рабочие жидкости текут, значит, нарушена герметичность рулевого механизма;
• имеются ли зазоры в шарнирах рулевых тяг – возможно, ослаблены крепления, это обязательно нужно проверить;
• крепко ли затянуты гайки на шарнирах;
• не должны быть видны механические повреждения.

Помимо внимания к стукам, шуму и отклонению машины от заданного курса на ходу, осмотрите колеса. Износ всех шин должен быть равномерным, все колеса должны быть отбалансированы, давление в шинах соответствует норме. Эти характеристики указывают не только на неисправности в рулевом управлении, они могут свидетельствовать об искаженной геометрии кузова, о проблемах с подвеской, со сходом-развалом и т. д., но оставить незамеченными такие повреждения нельзя!

Методы проверки рулевых наконечников

Для осмотра наконечников потребуется подъемник, яма в гараже или эстакада. При неисправностях:

• пыльник разорван вследствие аварии или отсутствия совести у владельца и нежелании заменять важные узлы;
• наконечник мокрый из-за вытекающей смазки — не ожидайте лужи под капотом, деталь будет влажной или, как говорят мастера, «запотевшей»;
• цвет наконечника неестественный из-за перегрева;
• наконечник деформирован, например, из-за удара.

Проверяйте управляемость перед покупкой б/у авто, чтобы либо отказаться от покупки, либо составить примерную смету расходов на замену деталей.

Если вы не в состоянии самостоятельно определить, исправно ли рулевое управление машины или покупаете автомобиль с рук, и продавец не позволяет вам сесть за руль, то закажите выездную проверку и доверьте осмотр профессионалам. Кроме того, обязательно ознакомьтесь с историей автомобиля. Чтобы не наткнуться на проделки мошенников, воспользуйтесь онлайн-проверкой Автокод. В полном отчете вы узнаете историю регистрационных действий, ограничения ГИБДД, работу в такси, данные ОСАГО и др.

Когда вы найдете подходящий вариант и решитесь на покупку, перед заключением договора купли-продажи проверьте владельца авто через специальный сервис. Проверка покажет, есть ли у продавца проблемы с законом, действителен ли его паспорт, имеются ли долги и исполнительные производства. Если обнаружатся серьезные проблемы, от сделки лучше отказаться. Посмотреть пример отчета

Защитите себя от обмана! И главное, не покупайте автомобиль с неисправным управлением – берегите свою жизнь!

Как работает система рулевого управления автомобиля?

Мы прошли долгий путь от того, чтобы тянуть поводья лошади, чтобы управлять нашими экипажами из пункта А в пункт Б. С современными системами рулевого управления достаточно лишь небольшого поворота руля, и мы уже в пути. углу и куда мы хотим пойти! Но знаете ли вы? Ваша система рулевого управления — это гораздо больше, чем рулевое колесо. Узнайте, как работает самая распространенная система рулевого управления и как правильное выравнивание может помочь обеспечить безопасное и плавное управление.

Ваша система рулевого управления: Основы

Попробуйте выполнить это упражнение, чтобы очень просто проиллюстрировать динамику системы рулевого управления: встаньте и повернитесь лицом вперед. Теперь поверните свое тело так, чтобы оно было обращено вправо.

Попробуйте еще раз, но на этот раз обратите внимание на то, как двигаются ваши ноги. По всей вероятности, ваша правая нога немного двигалась, поворачиваясь на месте, а левая нога двигалась много (по крайней мере, по сравнению с правой). Все ваше тело изменило направление, но ваши ноги повернулись в разной степени. То же самое происходит с вашей системой рулевого управления и колесами. Когда ваш автомобиль входит в правый поворот, оба передних колеса должны быть расположены под углом, при этом угол для внутреннего (правого) колеса будет намного круче.

Сложность системы рулевого управления связана с тем, как связаны два основных компонента системы, рулевое колесо и передние колеса вашего автомобиля. Другими словами, какие детали обеспечивают правильное положение колес при управлении автомобилем? В большинстве современных автомобилей ответом является система рулевого управления с реечной передачей.

Реечный рулевой механизм

В большинстве современных автомобилей используется реечный рулевой механизм. Вот краткий обзор того, как работает система сверху вниз:

• Вал выходит из рулевого колеса.
• Этот вал имеет на конце круглую шестерню, называемую шестерней.
• Шестерня установлена ​​на зубчатом стержне (называемом рейкой), который расширяет ширину автомобиля и соединяется как с правым, так и с левым колесом.
• При повороте рулевого колеса шестерня проходит через пазы на рейке и толкает шток вправо или влево.
• Когда стержень движется, двигаются и колеса!

Короче? Рулевой вал использует систему шестерен и выемок для отправки сообщений с рулевого колеса на колеса.

Совет: Будьте осторожны, управляя незнакомой вам машиной. Не все системы рулевого управления одинаковы. Разные автомобили имеют разное передаточное число рулевого управления, поэтому пол-оборота руля на одном автомобиле может дать совершенно разные результаты, чем на другом.

Рулевое управление и развал-схождение

Даже если все внутренние механизмы вашей системы рулевого управления работают в полную силу, есть еще одна вещь, о которой следует помнить, когда дело доходит до управления автомобилем в правильном направлении: развал-схождение колес. . Безопасное рулевое управление и правильная установка колес идут рука об руку.

Когда ваш автомобиль был впервые изготовлен, ваши колеса были предварительно установлены под особым углом, чтобы они могли двигаться прямо и двигаться плавно. Для того, чтобы ваш автомобиль ехал и реагировал на ваше рулевое управление так, как он должен, он нуждается в точном выравнивании.

К сожалению, при столкновении с бордюром, попадании в выбоину или при движении по неровной, необслуживаемой дороге выравнивание может быть нарушено. Неправильная развал-схождение может сократить срок службы ваших шин и повлиять на вашу способность безопасно и точно управлять автомобилем. Если ваш автомобиль тянет вправо или влево, руль криво стоит, когда вы едете прямо, или ваши шины визжат, возможно, пришло время развал-схождения.

Ваша машина движется в правильном направлении?

Правильная развал-схождение гарантирует, что ваш автомобиль будет двигаться в том направлении, в котором вы рулите, и именно так, как вы ожидаете. Избегайте потенциально опасных дорожных ситуаций, выполнив простую развал-схождение в местном сервисном центре Firestone Complete Auto Care. Наши специалисты проведут осмотр системы рулевого управления и подвески вашего автомобиля во время процесса, чтобы убедиться, что все находится в идеальном состоянии. Запишитесь на сервисное обслуживание в ближайший сервисный центр Firestone Complete Auto Care онлайн уже сегодня. Мы направим вас в правильном направлении!

Множество инноваций, благодаря которым рулевое управление стало тем, чем оно является сегодня

Множество инноваций, благодаря которым рулевое управление стало тем, чем оно является сегодня автомобилей. Например, добавление электронного впрыска топлива, электронного зажигания и компьютеризированных систем управления подачей топлива помогло повысить общую эффективность работы двигателя.

Однако владельцы транспортных средств часто упускают из виду один из аспектов инноваций в транспортных средствах, который напрямую влияет на водителя — рулевое управление.

Новое направление в вождении

Невероятно простое нововведение — рулевой механизм — это то, что направляет автомобиль туда, куда хочет водитель. Без рулевого управления автомобили не могут въезжать на автостраду или съезжать с нее, менять направление для поворота налево или направо или резко поворачивать, чтобы избежать аварии. Рулевое управление автомобиля представлено двумя центральными системами:

Реечная система . В настоящее время рулевое управление с реечной передачей используется на многих современных автомобилях. Он включает в себя рулевую рейку для передачи вращения рулевого колеса на рулевой механизм, который является частью системы, которая изменяет направление вращения колес.

Система с сетчатым шаром – Рулевое управление с сетчатым шаром представляет собой инновационную форму рулевого управления. Вместо использования шестерен и рычажных механизмов конструкция состоит из ряда круглых шариков и гнезд. Гнезда прикреплены к внешней стороне колес, а шарики соединены с рулевой колонкой. Когда водитель поворачивает руль, шарики перемещают гнезда, которые приводят в движение колеса.

Появление усилителя рулевого управления

За прошедшие годы рулевое управление превратилось из простого рулевого колеса, прикрепленного к рулевому механизму, в различные системы рулевого управления, созданные для обеспечения более удобного вождения и более безопасных дорог. Однако наиболее значительным из этих нововведений является внедрение гидроусилителя руля.

Созданный век назад усилитель рулевого управления помог миллионам водителей лучше контролировать свои автомобили. Он работает, увеличивая усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, чтобы облегчить поворот или маневрирование на более низких скоростях. Конечно, вековые технологии претерпевают некоторые нововведения, и сегодня на выбор предлагаются различные типы гидроусилителей руля.

Рулевое управление с гидроусилителем (HPS) . Наиболее часто используемая форма рулевого управления с усилителем, гидравлическое рулевое управление с гидроусилителем использует гидравлический насос для подачи гидравлической жидкости под давлением к механизму рулевого управления с усилителем. Затем он направляется на рейку и шестерню или рулевое колесо. Когда колесам необходимо управлять, жидкость проталкивается к рулевому механизму с гидроусилителем, поворачивая колесо в направлении приложенной силы.

Электроусилитель руля (EPS) — Двигатель используется для привода рулевого колеса в автомобилях с электроусилителем руля. Этот тип рулевого управления предназначен для автомобилей с мощными двигателями. Электроусилитель руля часто используется для транспортных средств, ориентированных на шоссе.

Рулевое управление с электрогидравлическим усилителем (EHPS) — Рулевое управление с электрогидравлическим усилителем представляет собой комбинацию систем рулевого управления с гидравлическим и электрическим усилителем. Оба типа усилителя руля сочетаются с электродвигателем в рулевом колесе. Гидравлическая система регулирует мощность, подаваемую на колесо, а электродвигатель приводит колесо в движение.

Системы рулевого управления, которые помогут вам двигаться вперед

Хотя это кажется простым механизмом, на который многие не обращают особого внимания, рулевое управление помогло спасти жизни и сделать вождение намного проще и безопаснее.