Типы рулевого управления – Рулевое управление автомобиля: устройство, виды и требования

3.Основные типы рулевых механизмов и приводов

3.1.Рулевой механизм.

Он
обеспечивает поворот управляемых колес
с небольшим усилием на рулевом колесе.
Это может быть достигнуто за счет
увеличения передаточного числа рулевого
механизма. Однако передаточное число
ограничено количеством оборотов рулевого
колеса. Если выбрать передаточное число
с количеством оборотов рулевого колеса
больше 2-3, то существенно увеличивается
время, требуемое на поворот автомобиля,
а это недопустимо по условиям движения.
Поэтому передаточное число в рулевых
механизмах ограничивают в пределах
20-30, а для уменьшения усилия на рулевом
колесе в рулевой механизм или привод
встраивают усилитель.

Ограничение
передаточного числа рулевого механизма
также связано со свойством обратимости,
т. е. способностью передавать обратное
вращение через механизм на рулевое
колесо. При больших передаточных числах
увеличивается трение в зацеплениях
механизма, свойство обратимости пропадает
и самовозврат управляемых колес после
поворота в прямолинейное положение
оказывается невозможным.

Рулевые
механизмы в зависимости от типа рулевой
передачи разделяют на:

Рулевой
механизм с передачей типа червяк — ролик
имеет в качестве ведущего звена червяк,
закрепленный на рулевом валу, а ролик
установлен на роликовом подшипнике на
одном валу с сошкой. Чтобы сделать полное
зацепление при большом угле поворота
червяка, нарезку червяка выполняют по
дуге окружности — глобоиде. Такой червяк
называют глобоидным.

В
винтовом механизме вращение винта,
связанного с рулевым валом, передается
гайке, которая заканчивается рейкой,
зацепленной с зубчатым сектором, а
сектор установлен на одном валу с сошкой.
Такой рулевой механизм образован рулевой
передачей типа винт-гайка-сектор.

В
шестеренчатых рулевых механизмах
рулевая передача образуется цилиндрическими
или коническими шестернями, к ним же
относят передачу типа шестерня-рейка.
В последних цилиндрическая шестерня
связана с рулевым валом, а рейка,
зацепленная с зубьями шестерни, выполняет
роль поперечной тяги. Реечные передачи
и передачи типа червяк-ролик преимущественно
применяют на легковых автомобилях, так
как обеспечивают сравнительно небольшое
передаточное число. Для грузовых
автомобилей используют рулевые передачи
типа червяк-сектор и винт-гайка-сектор,
снабженные либо встроенными в механизм
усилителями, либо усилителями, вынесенными
в рулевой привод.

3.2.Рулевой привод.

Конструкции
рулевого привода различаются расположением
рычагов и тяг, составляющих рулевую
трапецию, по отношению к передней оси.
Если рулевая трапеция находится впереди
передней оси, то такая конструкция
рулевого привода называется передней
рулевой трапецией, при заднем расположении
— задней трапецией. Большое влияние на
конструктивное исполнение и схему
рулевой трапеции оказывает конструкция
подвески передних колес.

При
зависимой подвеске (рис. 2.(а)) рулевой
привод имеет более простую конструкцию,
так как состоит из минимума деталей.
Поперечная рулевая тяга в этом случае
сделана цельной, а сошка качается в
плоскости, параллельной продольной оси
автомобиля. Можно сделать привод и с
сошкой, качающейся в плоскости,
параллельной переднему мосту. Тогда
продольная тяга будет отсутствовать,
а усилие от сошки передается прямо на
две поперечные тяги, связанные с цапфами
колес.

При
независимой подвеске передних колес
(рис. 2.(б)) схема рулевого привода
конструктивно сложнее. В этом случае
появляются дополнительные детали
привода, которых нет в схеме с зависимой
подвеской колес. Изменяется конструкция
поперечной рулевой тяги. Она сделана
расчлененной, состоящей из трех частей:
основной поперечной тяги и двух боковых
тяг — левой и правой. Для опоры основной
тяги служит маятниковый рычаг , который
по форме и размерам соответствует сошке.
Соединение боковых поперечных тяг с
поворотными рычагами цапф и с основной
поперечной тягой выполнено с помощью
шарниров, которые допускают независимые
перемещения колес в вертикальной
плоскости. Рассмотренная схема рулевого
привода применяется главным образом
на легковых автомобилях.

Рулевой
привод, являясь частью рулевого управления
автомобиля, обеспечивает не только
возможность поворота управляемых колес,
но и допускает колебания колес при
наезде ими на неровности дороги. При
этом детали привода получают относительные
перемещения в вертикальной и горизонтальной
плоскостях и на повороте передают
усилия, поворачивающие колеса. Соединение
деталей при любой схеме привода производят
с помощью шарниров шаровых либо
цилиндрических.

studfiles.net

Рулевой механизм: описание,виды,назначение,принцип работы ,устройство.

Каждый узел и механизм автомобиля по-своему важен. Пожалуй, нет такой системы, без которой автомобиль мог бы нормально функционировать. Одна из таких систем – рулевой механизм. Наверное, это одна из самых важных частей машины. Давайте рассмотрим, как устроен этот узел, назначение его, элементы конструкции. А также научимся регулировать и ремонтировать эту систему.

Принцип работы реечной рулевой тяги

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм — является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Основными элементами рулевого механизма являются шестерня и рулевая рейка. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой.
Схема реечного рулевого механизма

1 – подшипник скольжения; 2 – манжеты высокого давления; 3 – корпус золотников; 4 – насос; 5 – компенсационный бачок; 6 – рулевая тяга; 7 – рулевой вал; 8 – рейка; 9 – компрессионный уплотнитель; 10 – защитный чехол.
Работа реечного рулевого механизма происходит следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается влево или вправо. Во время движения рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и совершают поворот управляемых колес.

Реечный рулевой механизм отличается простотой конструкции и как следствие,  высоким КПД, а также имеет высокую жесткость. Но такой тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от неровностей дороги, склонен к вибрациям. По причине своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм применяется на переднеприводных автомобилях 

 

Червячный рулевой механизм

Схема червячного редуктора

Этот рулевой механизм является одним из «устаревших» устройств. Им оснащены практически все модели отечественной «классики». Механизм применяется на автомобилях с повышенной проходимостью с зависимой подвеской управляемых колес, а также в легких грузовых автомобилях и автобусах.

Конструктивно устройство состоит из следующих элементов:

  • рулевой вал
  • передача «червяк-ролик»
  • картер
  • рулевая сошка

Пара «червяк-ролик» находится в постоянном зацеплении. Глобоидальный червяк представляет собой нижнюю часть рулевого вала, а ролик закреплен на валу сошки. При вращении руля ролик перемещается по зубьям червяка, благодаря чему вал рулевой сошки также поворачивается. Результатом такого взаимодействия является передача поступательных движений на привод и колеса.

Рулевой механизм червячного типа имеет следующие преимущества:

  • возможность поворота колес на больший угол
  • гашение ударов от дорожных неровностей
  • передача больших усилий
  • обеспечение лучшей маневренности машины

Изготовление конструкции достаточно сложное и дорогое – в этом главный ее минус. Рулевое управление с таким механизмом состоит из множества соединений, периодическая регулировка которых просто необходима. В противном случае придется заменять поврежденные элементы.

 

Рулевая колонка

Выполняет передачу вращательного усилия, которое создает водитель для изменения направления. Состоит она из рулевого колеса, располагаемого в салоне (на него и воздействует водитель, вращая его). Оно жестко посажено на вал колонки. В устройстве этой части рулевого управления очень часто используется вал, разделенный на несколько частей, соединенных между собой карданными шарнирами.

Такая конструкция сделана не просто так. Во-первых, это позволяет менять угол положения рулевого колеса относительно механизма, смещать его в определенную сторону, что нередко необходимо при компоновке составных частей авто. В дополнение такая конструкция позволяет повысить комфортабельность салона – водитель может менять положение рулевого колеса по вылету и наклону, обеспечивая максимально удобное его положение.

Во-вторых, составная рулевая колонка имеет свойство «ломаться» в случае ДТП, снижая вероятность травмирования водителя. Суть такова – при фронтальном ударе двигатель может сместиться назад и толкнуть рулевой механизм. Если бы вал колонки был цельным, изменение положения механизма привело бы к выходу вала с рулевым колесом в салон. В случае же со составной колонкой, перемещение механизма будет сопровождаться всего лишь изменением угла одной составляющей вала относительно второй, а сама колонка остается неподвижной.

Винтовой рулевой механизм

Винтовой рулевой механизм объединяет следующие конструктивные элементы: винт на валу рулевого колеса; гайку, перемещаемую по винту; зубчатую рейку, нарезанную на гайке; зубчатый сектор, соединенный с рейкой; рулевую сошку, расположенную на валу сектора.

 

Особенностью винтового рулевого механизма является соединение винта и гайки с помощью шариков, чем достигается меньшее трение и износ пары.

Принципиально работа винтового рулевого механизма схожа с работой червячного механизма. Поворот рулевого колеса сопровождается вращением винта, который перемещает надетую на него гайку. При этом происходит циркуляция шариков. Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним рулевую сошку.

Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным механизмом имеет больший КПД и реализует большие усилия. Данный тип рулевого механизма устанавливается на отдельных легковых автомобилях представительского класса, тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.

Заключение

В целом механизм является достаточно надежным узлом, не требующим никакого обслуживания. Но при этом эксплуатация рулевого управления автомобиля подразумевает проведение своевременной диагностики для выявления неисправностей.

Конструкция этого узла состоит из множества элементов с подвижными соединениями. А где такие соединения есть, со временем из-за износа контактирующих элементов, в них появляются люфты, которые в значительной мере могут повлиять на управляемость авто.

Сложность диагностики рулевого управления зависит от его конструктивного исполнения. Так в узлах с механизмом «шестерня-рейка» соединений, которые необходимо проверять не так уж и много: наконечники, зацепление шестерни с рейкой, карданы рулевой колонки.

А вот с червячным механизмом из-за сложной конструкции привода точек диагностики значительно больше.

Что касается ремонтных работ при нарушении работоспособности узла, то наконечники при сильном износе просто заменяются. В рулевом механизме на начальном этапе люфт удается убрать регулировкой зацепления, а если это не помогло – переборкой узла с использованием ремкомплектов. Карданы колонки, как и наконечники – просто заменяются.

 

 

seite1.ru

Основные типы рулевых механизмов

Рулевой
механизм должен обеспечивать легкий
поворот управляемых колес, что возможно
при большом передаточном числе рулевого
механиз­ма. Однако при этом значительно
возрастает время, затрачиваемое на
по­ворот управляемых колес, что
недопустимо при современных скоростях
движения автомобилей. Например, для
поворота управляемых колес на 30° при
передаточном числе рулевого механизма
50 требуется свыше четырех оборотов
рулевого колеса и, следовательно,
соответствующее время. По­этому
передаточное число рулевых механизмов
ограничивают определен­ными пределами.

Чтобы
существенно уменьшить обратные удары
на рулевом колесе от наезда на неровности
дороги, что особенно важно при движении
по прямой или при малых углах поворота
рулевого колеса, иногда применяют
рулевые механизмы, передаточное число
которых не постоянно, а увеличивается
в среднем положении механизма. Важным
средством снижения обратных ударов на
рулевом колесе являются уменьшение
плеча обкатки.

В
процессе работы рулевого механизма
изнашиваются трущиеся по­верхности,
особенно те их части, которые работают
в положении, соответ­ствующем
прямолинейному движению автомобиля, и
при небольших поворотах. При износе
рулевого механизма увеличивается
свободный ход руле­вого колеса, что
снижает безопасность движения. Поэтому
одним из важ­нейших требований к
рулевым механизмам является возможность
восста­новления зазора и допустимого
свободного хода рулевого колеса путем
ре­гулирования.

Рулевые
механизмы современных автомобилей
разделяют на червяч­ные, винтовые и
шестеренные. В червячном рулевом
механизме момент пе­редается от
червяка, закрепленного на рулевом валу,
к червячному сектору, установленному
на одном валу с сошкой. У многих рулевых
механизмов червяк выполняют глобоидным
(образующая глобоидного червяка — дуга
ок­ружности), а зубья сектора заменяют
роликом, вращающимся на подшипни­ке.
В таком рулевом механизме сохраняется
зацепление на большом угле поворота
червяка, уменьшаются потери на трение,
и замедляется изнаши­вание пары. В
винтовом рулевом механизме вращение
винта преобразует­ся в прямолинейное
движение гайки, на которой нарезана
рейка, находя­щаяся в зацеплении с
зубчатым сектором. Сектор установлен
на общем ва­лу с сошкой. Для уменьшения
трения в рулевом механизме и повышения
износостойкости соединения винта и
гайки часто осуществляют через ша­рики.
Передаточное число рулевого механизма
типа винт — гайка — сектор определяется
отношением радиуса начальной окружности
зубьев сектора к шагу винта.

К
шестеренным рулевым механизмам относятся
механизмы с цилинд­рическими или
коническими шестернями, а также реечные
рулевые меха­низмы. В последних
передаточная пара выполнена в виде
шестерни и зуб­чатой рейки. Вращение
шестерни, закрепленной на рулевом валу,
вызыва­ет перемещение рейки, которая
выполняет роль поперечной тяги.

Реечные
рулевые
механизмы получают широкое применение
на легковых автомоби­лях.

Конструкция
рулевых механизмов.

Рулевой механизм, показанный на рис. 1,
выполнен в виде глобоидного червяка 5
и находящегося с ним в зацеплении
трехгребневого ролика 8. Червяк установлен
в чугунном картере 4 на двух конических
роликовых подшипниках 6. Беговые дорожки
для роликов обоих подшипников сделаны
непосредственно на червяке. Наруж­ное
кольцо верхнего подшипника запрессовано
в гнезде картера. Наружное кольцо нижнего
подшипника, установленного в гнезде
картера со скользя­щей посадкой,
опирается на крышку 2, привернутую к
картеру болтами. Под фланцами крышки
поставлены прокладки 3 различной толщины
для регу­лирования предварительного
натяга подшипников.

Рис. 1: Рулевой механизм с глобоидным
червяком и трехгребневым роликом

Червяк
имеет шлицы, которыми он напрессован
на вал. В месте выхо­да вала из картера
установлен сальник. Верхняя часть вала,
имеющая лыску, входит в отверстие фланца
вилки карданного шарнира 7, где закрепляется
клином. Через карданный шарнир рулевая
пара связана с рулевым ко­лесом.

Вал
9 сошки установлен в картер через окно
в боковой стенке и за­крыт крышкой
14. Опорой вала служат две втулки,
запрессованные в картер и крышку.
Трехгребневый ролик 8 размещен в пазу
головки вала сошки на оси с помощью двух
роликовых подшипников. С обеих сторон
ролика на его ось поставлены стальные
полированные шайбы. При перемещении
вала сошки изменяется расстояние между
осями ролика и червяка, чем обеспе­чивается
возможность регулирования зазора в
зацеплении.

На
конце вала 9 нарезаны конические шлицы,
на которых гайкой за­креплена рулевая
сошка 1. Выход вала из картера уплотнен
сальником. На другом конце вала рулевой
сошки имеется кольцевой паз, в которой
плотно входит упорная шайба 12. Между
шайбой и торцом крышки 14 находятся
прокладки 13, используемые для регулирования
зацепления ролика с чер­вяком. Упорную
шайбу с комплектом регулировочных
прокладок закрепляют на крышке картера
гайкой 11. Положение гайки фиксируют
стопором 10, привернутым к крышке болтами.

Зазор
в зацеплении рулевой передачи переменный:
минимальный при нахождении ролика в
средней части червяка и увеличивающийся
по мере поворота рулевого колеса в ту
или другую сторону.

Такой
характер изменения зазора в новой
рулевой передаче обеспе­чивает
возможность неоднократного восстановления
необходимого зазора в средней, наиболее
подверженной изнашиванию зоне червяка
без опасно­сти заедания ролика на
краях червяка.

Рулевой
механизм с цилиндрическим червяком и
боковым сектором применяется на
автомобилях КрАЗ-256. На конец трубчатого
вала 12 (рис. 2) напрессован червяк 4.
Опорами вала в картере 7 служат конические
роликовые подшипники 3 и 8, установленные
с предварительным натягом, ко­торый
регулируют прокладками 9. Зубья червячного
сектора 5 нарезаны на боковой поверхности,
выполненной как одно целое с валом
рулевой сошки. Вал поворачивается в
картере на двух игольчатых подшипниках
13 и 14. На конце вала имеется конусная
поверхность, на которой нарезаны мелкие
шлицы для крепления сошки.

Рис.
2: Рулевой механизм с цилиндрическим
червяком и боковым сектором

Зацепление
червяка с сектором выполнено так, что
зазор в зацепле­нии увеличивается
при повороте червяка в обе стороны от
среднего поло­жения.

Минимальный
зазор в среднем положении определяется
толщиной упорной шайбы 15, которая
предохраняет вал от осевого перемещения.

Из
винтовых рулевых механизмов на
отечественных автомобилях по­лучили
распространение механизмы типа винт —
шариковая гайка — сектор.

Установленный
на двух конических роликовых подшипниках
5 и 12 (рис. 3) винт 4 приводился во вращение
от вала рулевого механизма. На винте
нарезаны винтовые канавки полукруглого
профиля. Такие же канавки нарезаны в
гайке 8, свободно надетой на винт. При
совмещении канавок на винте и гайке
образуется винтовой канал, в который
заложены стальные шарики. В гайку
вставлены две направляющие трубки 2,
соединяющие кон­цы винтовых каналов
со средней частью гайки. В трубках тоже
находятся шарики. Трубки и винтовые
каналы гайки образуют для шариков два
замк­нутых самостоятельных желоба.
При вращении винта шарики, находящиеся
у торцов гайки, попадают в концы трубок
и перемещаются по ним к средней части
гайки, откуда по винтовым каналам снова
движутся к торцам гайки.

Рис. 3: Рулевой механизм
типа винт — шариковая гайка — сектор

На
поверхности гайки нарезана зубчатая
рейка, находящаяся в зацеплении с
зубчатым сектором 9. Зубчатый сектор
выполнен как одно целое с валом рулевой
сошки, проворачивающейся на трех
игольчатых подшипни­ках 14-16. На одном
конце вала закреплена сошка 13, другой
конец соеди­нен с регулировочным
винтом 17, которым регулируют зазор в
зацеплении наклонных зубьев сектора с
рейкой.

На
рис. 4 показано рулевое управление с
реечным рулевым механиз­мом. При
повороте рулевого колеса 1 шестерня 2
перемещает рейку 3, от которой усилие
передается на рулевые тяги 5. Рулевые
тяги за поворотные рычаги 4 поворачивают
управляемые колеса. Реечный рулевой
механизм состоит из косозубой шестерни
2, нарезанной на рулевом валу 8 и косозу­бой
рейки 3. Вал вращается в картере б на
упорных подшипниках 10 и 14, натяг которых
осуществляют кольцом 9 и верхней крышкой
7. Упор 13, при­жатый пружиной 12 к рейке,
воспринимает радиальные усилия,
действую­щие на рейку, и передает их
на боковую крышку 11, чем достигается
точ­ность зацепления пары.

Рис. 4: Рулевое управление
с реечным рулевым механиз­мом

studfiles.net

1. Назначение рулевого управления

Министерство
образования и науки РФ

ФГБОУ
ВПО «Волгоградский государственный
технический университет»

Факультет
Автомобильного транспорта

Кафедра
«Автомобильный транспорт»

Семестровая
работа

по
дисциплине «Сертификация транспортных
средств»

На
тему: «Обеспечение безопасного уровня
рулевого управления »

Выполнил:
ст. гр. АТ – 500

Джавадов
А.А.

Проверил:
Шустов А.В.

Волгоград
2013

Содержание

Введение……………………………………………………………………………3

1.
Назначение рулевого управления……………………………………………..5

2.
Конструкция рулевого управления……………………………………………7

3.Основные
типы рулевых механизмов и приводов……………………………9

3.1.Рулевой
механизм…………………………………………………………..9

3.2.Рулевой
привод……………………………………………………………10

4.
Перспективы и недостатки развития
рулевого управления………………..12

4.1
Гидроусилитель рулевого управления
(ГУР)……………………………12

4.2
Электороусилитель…………………………………………………..……14

4.3
Преимущества и недостатки………………………………………..……15

5.Травмобезопасный
рулевой механизм……………………………………….17

6.
Технические требования к рулевому
управлению по ГОСТ Р 41.12-2001..18

Заключение……………………………………………………………………….22

Список
использованных источников……………………………………………23

Введение

Потребность
людей в необходимости ускоренного
перемещения по земле привела человечество
к созданию различных машин и механизмов,
наиболее удобным и любимым из которых
стал автомобиль.

Слово
”автомобиль”
означает “самодвижущаяся
повозка”, хотя в современном понимании
автомобилями принято называть только
средства передвижения, оснащенные
автономными двигателями (внутреннего
сгорания, электрическими, паровыми).

Интересную
историю развития прошел рулевой механизм
автомобиля. Сейчас никого не удивишь
его месторасположением — для правостороннего
движения — слева, для левостороннего —
справа. Но такое расположение рулевого
колеса определилось не сразу. Строгое
деление проезжей части на левую и правую
стороны движения возникло только в XX
веке, а на улицах с не слишком оживленным
движением продолжали ездить как придется.
Вплоть до 60-х годов XX
века не было отдано предпочтения движению
по определенной стороне улицы. Англия,
ее бывшие колонии, Япония до сих пор
придерживаются левого, Швеция перестроилась
слева направо лишь в 1967 году, Австрия,
Венгрия и Чехословакия — в 30-х годах. В
Милане ездили по левой стороне, а на
остальной территории Италии — по правой.
При таком разнообразии правил не могло
быть единого взгляда на расположение
руля. Когда же вместо рычага появилась
рулевая колонка, которая должна была
находиться непосредственно перед
водителем, конструкторы проявили
единодушие — руль устанавливать только
справа. Именно поэтому руль, практически
у всех первых автомобилей, находился
справа. Особый интерес вызывают методы
управления первыми автомобилями ХХ
века. Рабочее место водителя содержало
такое большое количество всевозможных
ручек и рычагов управления, что не
мудрено было запутаться в них. Одних
только тормозных рычагов было три — на
трансмиссионный вал, на задние колеса
и на так называемый «горный упор»
— остроконечный стержень, который
опускали на дорогу при движении на
подъем, так как тормоза на уклоне
автомобиль не удерживали (прообраз
современного «стояночного тормоза»).
Можно ли дотянуться до рычага, удобно
ли ими пользоваться — конструктора это
мало интересовало. Рычаг устанавливали
там, где этого требовала конструкция.
Тем самым водителя обрекали на
акробатические движения. Но это длилось
не долго. Автомобилей становилось
больше, появилась возможность выбора,
и уже не все водители были согласны на
такую «акробатику». Было бы логичным
сосредоточить рычаги и ручки в одном
месте, поближе к рукам водителя. Таким
местом избрали рулевую колонку. Когда
ее наклонили (впервые на автомобиле
«Латиль» в 1898 году), то управление
передачами с колонки уже не получалось.
Одновременно обнаружилось, что скопление
рычагов и рукояток около рулевого колеса
создает путаницу. Часть их заменили
педалями.

В
начале ХХ века управление автомобилем
требовало от водителя хорошей физической
формы. Естественным выходом было
увеличение в рулевом управлении
передаточного числа, но это не давало
решение проблемы. В 1925 году американец
Фрэнсис Дейвис запатентовал специальное
устройство под названием «гидравлический
усилитель рулевого управления».
Правда, конструкция мгновенного успеха
не обрела. Однако принцип и путь
совершенствования наметились: с конца
30-х – начала 40-х годов в Америке, а затем
и в Европе конструкторы начинают ставить
ГУР на некоторые свои модели автомобилей.
Сегодня этим устройством оснащается
весь грузовой автотранспорт и немалая
доля легкового.

Измене­ние
направления движения автомобиля
осуществляется поворотом относитель­но
его продольной оси управляемых ко­лес,
которыми, как правило, являются передние
колеса.

Вследствие
поворота управляемых ко­лес вектор
скорости каждого из них, па­раллельный
продольной оси автомоби­ля, перестает
совпадать с плоскостью вращения колес.
В результате в контак­те колес с
дорогой возникают боковые силы,
перпендикулярные плоскости вра­щения
колес. Эти боковые силы застав­ляют
управляемые колеса и автомобиль в целом
отклоняться от прямолинейно­го
движения и совершать поворот.

Руле­вое
управление обеспечивает необходи­мое
направление движения автомобиля путем
раздельного и согласованного по­ворота
его управляемых колес. Сово­купность
механизмов, служащих для по­ворота
управляемых колес, называется рулевым
управлением.

Рулевое
управление служит для изменения
направления движения автомобиля. При
неподвижной передней оси изменение
направления движения автомобиля
осуществляется поворотом передних
управляемых колес.

Рулевое
управление со­стоит из рулевого
колеса, соединенного валом с рулевым
механизмом, и руле­вого привода. Иногда
в рулевое упра­вление включен усилитель.

Рулевым
механизмом называют замедляющую
передачу, преобразующую вращение вала
рулевого колеса во вра­щение вала
сошки. Этот механизм уве­личивает
прикладываемое к рулевому колесу усилие
водителя и облегчает его работу.

Рулевым
приводом называют систему тяг и рычагов,
осуществляющую в сово­купности с
рулевым механизмом пово­рот автомобиля.

Для
того чтобы при движении автомобиль
совершил поворот без бокового скольжения
колес, все они должны катиться по дугам
разной длины, описанным из центра
поворота “ О ” (рис.1). При этом передние
управляемые колеса должны поворачиваться
на разные углы. Внутреннее по отношению
к центру поворота колесо должно
поворачиваться на угол альфа-В, наружное
— на меньший угол альфа-Н. Это обеспечивается
соединением тяг и рычагов рулевого
привода в форме трапеции. Основанием
трапеции служит балка переднего моста
автомобиля, боковыми сторонами являются
левый и правый поворотные рычаги, а
вершину трапеции образует поперечная
тяга, которая соединяется с рычагами
шарнирно. К рычагам жестко присоединены
поворотные цапфы колес.

Рисунок
1- Схема
поворота автомобиля

где:1
-балка переднего моста автомобиля;2 и
4- поворотные рычаги; 3-поперечная
тяга;5-поворотные цапфы колес;6-продольная
тяга.

2. Конструкция рулевого управления

Расположение
и взаимодействие деталей рулевого
управления, не имеющего усилителя, можно
рассмотреть на схеме (рис.2.а). Здесь
рулевой механизм состоит из рулевого
колеса, рулевого вала и рулевой передачи
, образованной зацеплением червячной
шестерни (червяка) с зубчатым стопором,
на вал которого крепится сошка рулевого
привода. Сошка и все остальные детали
рулевого управления: продольная тяга
, верхний рычаг левой поворотной цапфы
, нижние рычаги левой и правой поворотных
цапф, поперечная тяга составляют рулевой
привод.

Поворот
управляемых колес происходит при
вращении рулевого колеса, которое через
вал передает вращение рулевой передаче.
При этом червяк передачи, находящийся
в зацеплении с сектором, начинает
перемещать сектор вверх или вниз по
своей нарезке. Вал сектора приходит во
вращение и отклоняет сошку, которая
своим верхним концом насажена на
выступающую часть вала сектора. Отклонение
сошки передается продольной тяге,
которая перемещается вдоль своей оси.
Продольная тяга связана через верхний
рычаг с поворотной цапфой, поэтому ее
перемещение вызывает поворот левой
поворотной цапфы. От нее усилие поворота
через нижние рычаги и поперечную тягу
передается правой цапфе. Таким образом
происходит поворот обоих колес.

Управляемые
колеса поворачиваются рулевым управлением
на ограниченный угол, равный 28-35°.
Ограничение вводится для того, чтобы
исключить при повороте задевание
колесами деталей подвески или кузова
автомобиля.

Конструкция
рулевого управления очень сильно зависит
от типа подвески управляемых колес. При
зависимой подвеске передних колес в
принципе сохраняется схема рулевого
управления, приведенная на (рис. 2.(а)),
при независимой подвеске (рис. 2.(б))
рулевой привод несколько усложняется.

Рисунок
2-Схемы рулевого управления:

а)
при зависимой подвеске передних колес

где:
1-рулевоя передача; 2-рулевой вал; 3-рулевое
колесо; 4- поворотные цапфы; 5и 7-поворотные
рычаги; 6-поперечная тяга; 8-продольная
тяга; 9 –сошка;

б)
при независимой подвеске

где:
1-сошка; 2-поворотные рычаги цапф; 3 и 6-
боковые тяги; 4-основная поперечная
тяга; 5-маятниковый рычаг.

studfiles.net

Рулевой механизм — какие виды рулевых механизмов бывают и как они устроены

Здравствуйте, уважаемые автолюбители! Не напрасно самым главным символом автомобиля и всего, что с ним связано, является руль. Рулевое управление – это единственно возможный на сегодняшний день способ управления направлением движения автомобиля.

В процессе автоэволюции из банального кольца с эбонитовой отделкой, руль превратился в электронный блок, позволяющий управлять большим количеством функций. Из которых, всё же самая главная – это изменение движения автомобиля, в заданном водителем направлении. Управлением транспортным средством, у которого не исправно или не отрегулировано рулевое управление не допускается. Это правило должно неукоснительно соблюдаться всеми водителями.

В этой связи любой человек, садящийся за руль, должен досконально знать устройство рулевого управления, иметь представление о признаках неисправности и владеть методами их устранения.

Как известно, любое рулевое управление состоит из двух составных частей:

Виды рулевых механизмов, используемые в автомобилях

Устройство рулевого управления автомобиля

Рулевой механизм – один из самых важных узлов системы рулевого управления. Вращательные движения рулевого колеса каким-то образом необходимо преобразовать в возвратно-поступательные движения: рычагов, поворачивающих в разные стороны ступицы колёс. Именно для этого создан рулевой механизм. На современных машинах, как легковых, так и грузовых, используются два вида рулевых механизмов: червячный и реечный.

Червячный рулевой механизм – одно из самых старых устройств, которое используется, к примеру, во всех моделях ВАЗовской классики. Представляя собой продолжение рулевого вала, червяк, находящийся в картере, передает вращательные движения на ролик, с которым находится в постоянном зацеплении. Ролик прочно закреплён на валу рулевой сошки, которая передаёт движение на тяги.

Червячная конструкция рулевого механизма имеет свои преимущества:

  • возможность поворота колёс на большой угол;
  • гашение ударов и вибрации подвески;
  • возможность передачи больших усилий.

Реечный рулевой механизм достаточно часто стал использоваться в новых моделях автомашин. Шестерня, которая установлена на конце рулевого вала, плотно приживается к зубчатой рейке, которой и передаёт вращение, преобразуя его в продольное движение. Тяги, прикреплённые к рейке, передают усилие на поворотные кулаки ступиц.

Реечный рулевой механизм отличается от червячного:

  • более простым и надёжным устройством;
  • меньшим количеством рулевых тяг;
  • компактностью и небольшой стоимостью.

Регулировка рулевого механизма – основные параметры

3D схема рулевого управления

Для любой системы рулевого управления предусмотрено большое количество настроек. Регулировка рулевого механизма заключается в установлении тесного соприкосновения элементов «червяк-ролик» и «шестерня-рейка».

Усилие, с которым прижимаются рабочие части элементов должно быть умеренным и обеспечивать тесное соприкосновение, без каких-либо зазоров. С другой стороны, если сильно прижать червяк к ролику или шестерню к рейке, вращать руль будет очень трудно, а при значительном усилии даже невозможно. Это приводит к утомлению при вождении и быстрому износу деталей рулевого механизма.

Регулировка рулевого механизма производится с помощью специальных регулировочных устройств. Для червяного предусмотрен специальный болт в крышке картера, а речные устройства имеют прижимную пружину в нижней части в проекции рулевой шестерни. От этой процедуры зависит не только комфорт, но и безопасное управление авто. В этой связи, для осуществления регулировок следует привлечь специалиста, обладающего необходимой квалификацией.

Ремонт рулевого механизма — основные требования

Как и в любом другом узле, в рулевом механизме активно работают, а значит, изнашиваются трущиеся детали. По условиям эксплуатации червяк с роликом и шестерня с рейкой должны находить в смазочной среде, которая позволяет значительно увеличить срок эксплуатации деталей, но рано или поздно приходит момент, когда необходим ремонт рулевого механизма.

О необходимости обратиться к специалистам могут указывать такие признаки как: увеличение свободного хода рулевого колеса, появление люфта в разных плоскостях, «закусывания» или появление холостых вращений руля, когда колёса на них не реагируют. В любом из указанных случаев следует незамедлительно проводить глубокую диагностику ремонт рулевого механизма. А для того, чтобы оградить себя от неприятностей, следует проводить осмотр и своеобразное тестирование системы рулевого управления каждый раз при выезде из гаража.

cartore.ru

Привод рулевого механизма. Классификация рулевых механизмов

 



содержание   .. 

40 

41 


42 

43 

44 

45 

46 

47 

48 

49  50 
..

 


34.3.


Привод рулевого
механизма. Классификация рулевых механизмов


 


            Рулевым называется
механизм, преобразующий вращение рулевого колеса в поступательное перемещение
рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес. Рулевой механизм служит
для увеличения усилия водителя, прилагаемого к рулевому колесу, и передачи его к
рулевому приводу. Увеличивать усилие водителя необходимо для облегчения
управления автомобилем. Увеличение усилия, прилагаемого к рулевому колесу,
происходит за счет передаточного числа рулевого механизма.


            Передаточным
числом рулевого механизма
 называется
отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота вала рулевой сошки.
Передаточное число рулевого механизма зависит от типа автомобиля и составляет
15…20 у легковых автомобилей и 20…25 у грузовых автомобилей и автобусов.
Такие передаточные числа за один два полных оборота рулевого колеса обеспечивают
поворот управляемых колес автомобилей на максимальные углы равные 35…45°. На
автомобилях применяются различные типы рулевых механизмов (рис. 9.4).



Рис. 9.4. Типы рулевых
механизмов


Червячные рулевые
механизмы
 применяются
на легковых, грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение имеют
червячно-роликовые рулевые механизмы (рис. 9.5, а), состоящие из червяка и
ролика. При вращении червяка 1, закрепленного на рулевом валу 2, момент от
червяка передается ролику 3, который установлен на подшипнике на оси,
размещенной в пазу вала 4 рулевой сошки. При этом благодаря глобоидной форме
червяка обеспечивается надежное зацепление его с роликом при повороте рулевого
колеса на большие углы.



Рис. 9.5. Рулевые механизмы: а
— червячно-роликовый; б —  винтореечный; в — реечный; 1 — червяк; 2, 4, 9 —
валы; 3— ролик; 5— винт; <5 — гайка; 7— шарик; 



                                8— сектор; 10— шестерня; 11 —рейка


Винтовые рулевые
механизмы
 используются
на тяжелых грузовых автомобилях. Наибольшее применение получили винтореечные
рулевые механизмы. Винтореечный рулевой механизм (рис. 9.5, б) включает в себя
винт 5, шариковую гайку-рейку 6 и сектор 8, изготовленный вместе с валом 9
рулевой сошки. КПД винтореечного механизма почти одинаков в обоих на­правлениях,
достаточно высок и находится в пределах 0,8…0,85. Поэтому при винтореечном
рулевом механизме применяют гидроусилитель руля, который воспринимает толчки и
удары, пере­даваемые на рулевое колесо от неровностей дороги.


            Винторычажные
рулевые механизмы в настоящее время применяются редко, так как имеют низкий КПД
и значительный износ, который невозможно компенсировать регулировкой.


            Зубчатые
рулевые механизмы
 применяются
в основном на легковых автомобилях малого и среднего классов. При этом
шесте­ренные рулевые механизмы, включающие цилиндрические или конические
шестерни, используются редко. Наибольшее приме­нение получили реечные рулевые
механизмы.


            Реечный
рулевой механизм
 (рис.
9.5, в) состоит из шестерни 10 и рейки 11. Вращение шестерни 10, закрепленной на
рулевом валу, вызывает перемещение рейки 11, которая выполняет роль поперечной
рулевой тяги. Реечные рулевые механизмы просты по конструкции, компактны и имеют
наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами других типов. Их КПД
очень высок, приблизительно одинаков в обоих направлениях и равен
0,9…0,95.Из-за большой величины обратного КПД реечные рулевые механизмы без
усилителя устанавливают на легковых автомобилях особо малого и малого классов,
так как только в этом случае они способны поглощать толчки и удары,  которые
передаются от дорожных неровностей на пулевое колесо.


Рулевой привод. Рулевым
приводом называется система тяг и рычагов, осуществляющая связь управляемых
колес автомобиля с рулевым механизмом. Рулевой привод служит для передачи усилия
от рулевого механизма к управляемым колесам и обеспечения правильного поворота
колес. На автомобилях
применяются различные типы рулевых приводов (рис. 9.6). Основной частью рулевого
привода является рулевая трапеция.



Рис. 9.6. Типы рулевых
приводов, классифицированные по различным



                                                              признакам


Рулевой трапецией
называется
 (см.
рис. 9.1), образованная поперечными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и
осью управляемых колес. Основанием трапеции является ось колес, вершиной —
поперечные тяги 6, 8 и 10, а боковыми сторонами — рычаги 5 и 11 поворотных цапф.
Рулевая трапеция служит для попорота управляемых колес на разные углы.



Рис. 9.1


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



содержание   .. 

40 

41 


42 

43 

44 

45 

46 

47 

48 

49  50 
..

 

 

zinref.ru

Типы рулевых механизмов, применяемых на автомобилях. — Студопедия.Нет

Рулевой механизм

Назначение. Рулевой механизм преобразовывает вращения рулевого колеса в посту­пательное перемещение тяг рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес. При этом усилие, передаваемое водителем от рулевого колеса к поворачиваемым колесам, возрастает во много раз.

Классификация. На современных автомобилях применяются следующие разновид­ности рулевых механизмов: червячные, винтовые, шестеренчатые. Реечные передачи и пере­дача типа червяк — ролик применяются на легковых автомобилях, а передачи типа червяк — сектор или винт — гайка — рейка — сектор и т. п. применяются в конструкции грузовых ав­томобилей. По наличию в их конструкции гидроусилителя рулевые механизмы разделяют на следующие виды: без гидроусилителя; со встроенным гидроусилителем; с вынесенным гид­роусилителем. Наиболее распространенными типами рулевых механизмов являются: червяк — ролик без гидроусилителя, червяк — сектор со встроенным гидроусилителем и винт – гайка – рейка — сектор со встроенным гидроусилителем.

Рулевой механизм типа червяк — ролик

Устройство.Рулевой механизм типа червяк — ролик (рис. 87а) состоит из рулевого ко­леса 4, рулевого вала 5, рулевой колонки 3, картера 9 рулевой передачи, червяка 8, установ­ленного в картере на двух конических подшипниках 2, трехгребневого ролика 6, вращающе­гося на оси вильчатого кривошипа, вала 7 и сошки 16.


Принцип действия. Вращение рулевого колеса через рулевой вал передается на гло- боидный червяк, который находится в зацеплении с роликом. При вращении червяка, ролик перемещается вдоль нарезки червяка. Перемещение ролика вызывает поворот вильчатого кривошипа, который, в свою очередь, поворачивает вал сошки. От сошки перемещение пере­дается на рулевой привод, который обеспечивает поворот управляемых колес на заданный угол.

Рулевой механизм типа винт — гайка — рейка — сектор со встроенным гидроусилителем

Устройство. Рулевой механизм типа винт — гайка — рейка — сектор (рис. 88) со встроенным гидроусилителем состоит из рулевого колеса, рулевого вала, рулевой колонки, картера 1 рулевой передачи и гидроусилителя, винта 6, соединенного с рулевым валом, поршня- рейки 5, внутри которой укреплена гайка, находящаяся в резьбовом зацеплении с винтом, зубчатого сектора, находящегося в зацеплении с рейкой и жестко посаженного на валу сошки, встроенный гидроусилитель и насос гидроусилителя.

Принцип действия. Вращение рулевого колеса передается через рулевой вал на винт рулевой передачи. Вращение винта обеспечивает перемещение по его резьбе гайки, которая выполнена заодно с поршнем-рейкой. Перемещаясь, поршень-рейка поворачивает сектор, который через вал поворачивает сошку, связанную с рулевым приводом. Поворот сошки че­рез рулевой привод обеспечивает поворот управляемых колес.

Гидроусилитель рулевого механизма типа винт — гайка — рейка — сектор

Назначение. Гидроусилитель рулевого управления предназначен для уменьшения не­обходимого усилия на рулевом колесе при повороте автомобиля.



Устройство.Гидроусилитель (рис. 88) включает в себя поршень-рейку уплотненную в корпусе рулевой передачи с помощью резиновых колец или манжет, золотник 7, откры­вающий и закрывающий доступ масла в полости А и Б цилиндра гидроусилителя, масляные каналы и полости в корпусе гидроусилителя, масляный насос гидроусилителя рулевого управления (шестеренчатого или лопастного типа) и масляные шланги, соединяющие насос с гидроусилителем.

Принцип действия. При вращении рулевого колеса винт рулевой передачи вращает­ся и гайка, а следовательно и поршень-рейка, перемещаются по его резьбе. При этом золот­ник гидроусилителя перемещается в ту или иную сторону и соединяет одну полость цилинд­ра с каналом нагнетания масла от насоса, а другую — с каналом слива масла в резервуар. В результате в полости, соединенной с каналом нагнетания, создается избыточное давление масла, которое, действуя на поршень-рейку, создает дополнительное усилие по ее перемеще­нию. Таким образом возникает дополнительное усилие по перемещению рейки и повороту сектора, а следовательно уменьшается необходимое усилие на рулевом колесе при повороте автомобиля.

studopedia.net