Типы рулевого управления: Типы рулевых управлений современного автомобиля — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

Типы рулевых управлений современного автомобиля

Наверняка каждому, даже начинающему автолюбителю, известен механизм и особенности работы рулевого управления. Если же нет, мы поможем Вам разобраться в типах рулевых управлений, которые устанавливаются на современные автомобили.

Достаточно длительный период ни конструкторы, ни автолюбители и не мечтали об усилителях руля. Первоначально они были установлены на тяжелую технику – самосвалы. Это произошло в 1938-1939 годах. Правда сначала использовали пневмоусилители – они были простыми в техническом плане и присоединялись к компрессору тормозной системы. В 1951 году легковые авто были впервые оснащены гидроусилителями рулевого управления.

Механизмы рулевого управления

Основные функции механизма рулевого управления:

передача и постепенное увеличение усилия, которое прилагается к рулевому автоколесу;
самопроизвольный возврат рулевого колеса в нейтральное положение после снятия нагрузки.

На сегодняшний день легковые автомобили оснащены такими видами рулевого механизма: червячным, реечным, типа шестерня-рейка. Червячный механизм обладает рядом недостатков, среди которых «тяжелый» и «неинформативный» руль. Именно поэтому в современных автомобилях такой тип управления не используется. Рулевое управление реечного типа – самый распространенный тип рулевой системы. Его преимущества: небольшая масса, невысокая стоимость, компактность и минимальное число тяг и шарниров.

Рулевое управление типа шестерня-рейка отлично подходит для переднеприводной компановки и обеспечивает наибольшую легкость и точность управления.

Высокотехнологичные и ультрасовременные усилители руля

Исходя из того факта, что насос рулевого механизма с гидроусилителем постоянно подает и перемещает большой объем жидкости, таким образом расходуется много топлива. Конструкторы работают над рядом нововведений, которые повысят экономию топлива. Одно из них – это внедрение электронной системы управления. Таким образом полностью устраняется механический контакт между рулевым автоколесом и механизмом РУ.

В сущности, рулевая установка работает так же, как и руль для игр на компьютере. Однако в этом случае руль еще оснащен датчиками для подачи сигналов о направлении движения колес и моторами, которые обеспечивают отклик на действия авто. Исходные данные этих датчиков в дальнейшем используются для управления рулевым автомеханизмом с электроприводом. Таким образом, устраняется надобность установки рулевого вала и появляется свободное пространство в мотоотсеке.

General Motors уже продемонстрировала концепт-кар GM Hy-Wire. Hy-Wire╶ самодвижущийся прототип авто на топливных ячейках, который оборудован и полностью управляется при помощи электроники. Отличительная особенность электронной системы управления – возможность самостоятельной настройки управляемости авто при помощи компьютерного программного обеспечения. Систему контроля в автомобилях будущего с электронным управлением можно настроить при помощи нескольких специальных кнопок. А это очень легко!

За последние десятилетия система рулевого автоуправления не сильно изменилась. Однако в следующем десятилетии наступит эра более экономичных и удобных в управлении авто.

Система рулевого управления — механизмы, виды, регулировка, неисправности

Система рулевого управления (CРУ) — это комплекс механизмов, которые позволяют водителю поворачивать колёса в нужную сторону и управлять направлением движения авто. Вместе с тормозной системой образуют систему управления автомобилем. Конструктивные особенности, состояние СРУ напрямую влияют на управляемость транспортного средства.

Устройство рулевого управления

CРУ базируется на следующих элементах:

Руль (рулевое колесо) — устройство в форме круга, позволяющее задать транспортному средству направление движения автомобиля. Также в руль транспортных средств встраивают передние подушки безопасности, мультимедийные устройства, аудиорегуляторы, регуляторы круиз-контроля, рециркуляции воздуха. Рули на авто устанавливаются с 1984 года (в первых авто вместо них были рычаги). Руль через ступицу присоединен к колонке. Работа руля может осуществляться разными способами — механически (с помощью рейки, от пары “винт-гайка” — на этих аспектах мы ещё остановимся при рассмотрении типов СРУ), гидравлически (на моделях с гидроусилителями), посредством электроники.

Рулевая колонка – механизм в виде вала, предназначенный, в первую очередь для передачи крутящего момента от руля на рулевой механизм. Также среди функций колонки — предотвращение риска угона транспортного средства. На колонке же крепятся замок зажигания, указатели поворота, механизмы управления светотехникой и стеклоочистителем, подрулевой переключатель указателей поворота, демпфер для ударов при езде по неровному дорожному полотну.
Рулевой механизм (редуктор). Выполняет сразу несколько важных задач: увеличивает усилие, которое водитель прилагает к рулю и возвращает его при снятии нагрузки в нейтральное положение, передает усилие к приводу.
Рулевой привод. Нужен для того, чтобы передать усилие от рулевого механизма к поворотным кулакам колес. Компоненты узла, рулевые тяги, рычаги и наконечники. Тяга выполняет роль связующей между рулем, колонкой, колёсами. Благодаря ей воздействие на руль превращается непосредственно в повороты колёс. Наконечник тяги (подшипник + шаровой палец + пыльник) ответственен за правильный угол поворота ведущих колес, маневренность транспортного средства.
Датчик крутящего момента. Позволяет высокоточно и объективно измерить крутящий момент.
Усилитель. Позволяет снизить мышечное усилие водителя, прикладываемое к колесу. Относится к факультативным устройствам рулевого управления легкового автомобиля. А вот в тракторах, грузовиках – обязательный компонент.

На рисунке вы также видите карданный вал. Схема рулевого управления не может быть рассмотрена в его “отрыве”. Но важно понимать что это уже элемент трансмиссии.

Модернизация СРУ

СРУ постоянно совершенствуется. Особенно продуктивно идёт работа над совершенствованием колонок, усилителей. Очень активно совершенствованием рулевых колонок занимается, например, компания Bosch. Постоянно идёт работа над улучшением эргономических показателей, функций устройства.

В частности, производитель смог обеспечить водителю возможность плавно регулировать положение рулевого колеса по наклону и высоте. Среди существенных достоинств современных колонок компании — и нулевой люфт, а также специальный механизм управления деформацией при аварии (это существенно увеличивает ремонтопригодность колонки, восстановить узел можно без серьёзных затрат и потерь времени).

Огромное внимание уделяется электрически регулируемым решениям, ориентированным на серьёзные нагрузки (особенно актуально для коммерческого транспорта). При этом у устройств постоянно появляются доп. функции. Начиная от автокалибровки до памяти положения колонки.

;

Виды рулевого управления

Самая распространенная классификация – по типам редуктора, установленного на авто:

1. Реечный. Популярен у легковых авто с независимой подвеской. Впечатляет владельца транспортного средства высоким КПД, низкой ценой, малыми габаритами, несложной конструкцией (сам руль + рулевая рейка, приводящая рейку в движение, средняя и боковые тяги, наконечник). При этом если езда – по неровной дороге, удары легко «отчеканивать» прямо на рулевом колесе. Среди частых неисправностей – появление стуков в рейке. Частично (но не полностью) проблема решается у реечных моделей с демпферами, монтируемыми между корпусами рулевой рейки и тягами. Таким образом, удаётся погасить вибрации. Усиление рулевого колеса может происходить механическим путём (у старых авто) или с помощью гидравлики и электроники (актуально для современного транспорта).

2. Червячный. В конструкции объединены вал, сошка (рычаг), картер. На сошке закреплён ролик. В нижней области вала вмонтирован червяк.

Пара «червяк-ролик» всегда находится в зацеплении. Когда водитель поворачивает руль, ролик начинает двигаться по зубцам червяка, в этот момент вал сошки также совершает поворот. На колёса и привод направляется передача поступательных движений. Автомобили, оснащенные червячными механизмами, маневренны, нет проблем при езде по плохим дорогам. Чаще всего это решение встречается у старых грузовиков, автобусов, а также у ряда легковых авто с зависимой подвеской.Так как РУ имеет большое число соединений, нужна периодическая регулировка. Это не очень удобно. При этом речение недёшево, так сложно в производстве.

3. Винтовой. Фактически это более усовершенствованный вариант червячного. Здесь также есть рейка. Но для запуска механизма требуется отлаженная командная работа «винт-гайка». В резьбе находятся шарики. Поэтому физически вместо трения при запуске механизма начинается качение. При изменении направления винт сдвигает гайку, рейка отклоняет сектор, также отклоняются сошка и рулевые тяги.

СРУ с механизмом типа «винт-шариковая гайка» долгое время монтировались, преимущественно, на автомобилях представительского класса, а также автобусах и грузовых автомобилях. Но современные производители существенно расширили спектр применения такого механизма. Он функциональный, удобный и при этом неприхотливый в обслуживании.

В зависимости от решаемых задач рулевое управление легкового автомобиля, грузовика может быть:

Активным (AFS или Active Front Steering) и динамическим. Решение позволяет учитывать текущую скорость, угол поворота на скользкой дороге и корректировать в зависимости от них величину передаточного отношения. У AFS корректировка осуществляется с помощью планетарного редуктора, у динамической СРУ – посредством волновой передачи. Динамическое РУ легко встретить на Audi, активное РУ – на BMW.

Адаптивным (DAS или Direct Adaptive Steering). Решение позволяет легко маневрировать на низких скоростях (очень ценно, когда водитель паркуется), а на более высоких скоростях – ехать мягко, не ощущая жесткую связь между рулем автомобиля и его колесами. СРУ фактически подстраивается под индивидуальные запросы и условия движения. Достигнуть результата помогают датчики усилия на колеса и датчик угла поворота рулевого колеса. Система активно ставится на Infiniti.

Servotwin. Интегрированное электрогидравлическое решение. Направлено на целенаправленное управление задней осью. Ориентировано на улучшение маневрирования тяжёлого транспорта (грузовиков, автобусов с широкой колесной базой). Крутящий момент СРУ подстраивается к скорости движения транспортного средства, при внезапных порывах ветра корректируется положение руля. Разработчиком решения является компания Bosch. При этом оно адаптивно для транспортных средств разных производителей. В том числе, можно модернизировать ранее выпущенные автобусы, грузовики. Servotwin располагает ассистентом движения в выбранной полосе. Этот помощник уберегает от риска отклонения от своей полосы движения, а при медленном трафике с такой системой РУ легко поддержать безопасное расстояние до впереди идущего транспортного средства.

Иногда Servotwin также называют адаптивным СРУ. Но всё-таки чаще, когда говорят просто про адаптивное рулевое управление, имеют в виду популярное решение DAS для легковых авто, а Servotwin для коммерческого транспорта выделяют в отдельную категорию.

Виды усилителей руля

СРУ может оснащаться гидравлическими, электрическими усилителями:

Гидравлические. Состоят из редуктора, силового гидроцилиндра и золотника. Проверенные десятилетиями конструкции. Обеспечивают оперативный отклик. При этом требуют внимания при обслуживании: важно постоянно держать под контролем уровень рабочей жидкости.
Электрические. Наиболее прогрессивный вариант и наиболее точная регулировка настроек. Отсутствует необходимость контролировать жидкость, как в случае использования гидравлических конструкций. Особенно на практике хорошо себя зарекомендовали электроусилители с сервоприводом. Такие решения позволяют не просто снизить мышечное усилие, но и снизить потребляемое топливо.
Наиболее подходящий вариант для внедорожников, небольших грузовиков.
Электрогидравлические усилители. Это комбинированные системы. Задействована гидравлика, но приводятся действием, а не ДВС. Подходящий вариант для коммерческого транспорта, включая крупногабаритный транспорт.

Левый или правый руль?

В странах с правосторонним движением (таких большинство) руль монтируется слева, с левосторонним (Великобритания, Кипр, Мальта, Ирландия, Япония, Сингапур, Япония, Индия, Шри-Ланка, Индонезия, Таиланд, Малайзия, Мальдивы, Восточный Тимор, Бангладеш, Бруней, Макао, Пакистан и некоторых других) — справа.

При этом есть отдельная категория автовладельцев, которые, несмотря на то, что живут в странах с правосторонним движением, предпочитают только машины с правым рулем (и наоборот).

Плюсы правого руля (при езде в странах с правосторонним движением) и левого руля (при езде с левосторонним движением) такие:

Комфортнее сделать поворот в плотном потоке.
Лучше виден бордюр, когда водитель паркуется.
Специфическая особенность рулевого управления легкового автомобиля в этом случае обеспечивает идеальные условия для выхода водителя на тротуар.

Но высаживать пассажиров при руле с другой стороны очень сложно. Поэтому, если человек ездит один — проблем нет, если постоянно с пассажирами, то им постоянно нужно напоминать, чтобы они были внимательными.

Существенная “загвоздка” — и фары. Если вы покупаете машину с правым рулем для страны с правосторонним движением, то фары нужно обязательно заменять, отрегулировать. Иначе то, что вы будете при ночной езде “слепить” других водителей — это неоспоримый факт. В принципе, и ТО в большинстве стран в этом случае вы не пройдете.

Также переставлять придётся и дворники. Они изначально производителями “заточены” на левое и правое направление, исключение только отдельные транспортные средства со симметричными “дворниками” (например, некоторые модели Mercedes-Benz).

Регулировка

Для того, чтобы повысить безопасность при движении, снизить нагрузку на руки и спину водителя механизмы рулевого управления автомобиля требуют регулировки. Регулировка может быть механической и электронной.

Чаще всего регулируется наклон рулевого колеса. Регулировка позволяет обеспечить водителю наиболее эргономичное и комфортное положение.

Самый популярный вариант — механический регулирующий механизм регулирования угла наклона рулевого колеса с нижним расположением шарнира. Он состоит из стопоров, кронштейна и блокировочного болта.

Стопоры поворачиваются. При положении рычага в заблокированном положении, выступы стопоров оказываются друг напротив друга, возникает осевое усилие, кронштейн колонки фиксируется. При положении рычага в разблокированном положении, выступы одного из стопоров оказываются в положении ровно напротив впадин другого стопора.

Очень популярен и механический механизм регулировки высоты руля. Регулировка осуществляется за счёт совместной работы скользящего вала, блокировочного болта, стопорных клиньев.

Стопорные клинья во время поворота рычага меняют положение. При блокировке рычага стопорные клинья фиксируют скользящий вал в нужном положении. При разблокировке рычага, возникает свободное пространство между скользящим валом и стопорными клиньями, создаются идеальные условия для перемещения вала по оси.

Что же касается электрорегулировки, то самый выигрышный вариант — комбинированные решения для одновременной регулировки угла наклона и высоты посредством сервопривода.

Для водителя регулировка очень проста. Требуется просто нажимать клавиши “Вверх”, “Вниз”. Поэтому хоть решение и не самое дешёвое, очень востребованное.

Основные неисправности

Распространённые неисправности СРУ:

износ шарнира наконечника тяги,
пробуксовка ремня привода насоса гидроусилителя,
потеря герметичности РМ,
разрушение подшипника вала,
ослабление крепежа.

О неполадках свидетельствуют стуки, биение или увеличенный люфт руля, шум в усилителе, течь рабочей жидкости (с РСУ с гидравликой).

Самые распространённые меры, предпринимаемыми мастерами на СТО в случае обнаружения проблем с СРУ, — замена наконечника тяги (либо тяги полностью), пыльника, жидкости гидроусилителя. Также часто может требоваться ремонт насоса гидроусилителя, рейки, редуктора.

Специальная электронная обучающая программа, которая посвящена системе рулевого управления доступна на базе платформы ELECTUDE. Учебные модули ориентированы на базовый уровень подготовки и позволяют усвоить принципы работы системы, ознакомиться с трапецией рулевого управления, гидравлическими и электрическими усилителями, разобраться, чем отличаются системы прямого и непрямого управления.

типы приводов передних рулевых колёс, устройство и схема детали, его назначение в конструкции машины

Привод руля авто предназначен для обеспечения поворота колёс в стороны. Этот механизм имеет разные виды в зависимости от строения конструкции. Из статьи вы узнаете о составных элементах и деталях каждого из типов, а также получите необходимые теоретические знания для проведения плановых и внеплановых ремонтных работ на этом участке. Схема системы достаточно сложна, однако каждый автолюбитель должен следить за исправностью её деталей.

Что называют рулевым приводом

Рулевой привод — сложная система организации деталей, представляющая собой целый механизм. Он функционирует с целью переноса определённого усилия от руля к колёсам. Это необходимо для выполнения поворота авто в соответствующем направлении.

Эта сложная конструкция предназначена для обеспечения взаимодействия системы механического управления авто путём преобразования оборотов вала рассматриваемого механизма в движение колёс по вертикальной оси для реализации поворотного манёвра. Также она помогает снизить колебания колёс и предотвращает их самостоятельную смену траектории во время нормального функционирования процесса обеспечения связи колёсной базы и кузова, а также упругости авто.

1 — рулевой механизм; 2—рулевая сошка; 3 и 6—продольная и поперечная рулевые тяги; 4— верхний поворотный рычаг; 5 — поворотная цапфа; 7— нижние рычаги поворотных цапф

Виды рулевого привода и их конструкция

Данная структурированная система имеет разное строение, которое различается по типу установленной подвески и рулевого механизма.

Соответственно, приводы классифицированы на несколько видов:

Конструкция «шестерня-рейка».
Рулевая трапеция.
Рулевой наконечник и шаровый шарнир.

Знаете ли вы? Для настройки звука выхлопной системы Audi RS4 были привлечены специалисты звукозаписывающей студии. Эта машина звучит как глубокий бас внизу, сильный тенор в середине и звонкое сопрано вверху.

Рулевой привод механизма «шестерня-рейка»

Этот вид используется в современных авто наиболее часто. Благодаря ему передние колёса машины совершают поворот под определённым углом. В состав несложной конструкции входят две горизонтальные тяги. Помимо этого, ещё поворотные рычаги стоек передней подвески и наконечники. Рейка соединена шарнирами с тягами. Данная система позволяет передним колёсам выполнять углы разной величины при повороте.

Рулевая трапеция

Такую трапецию чаще используют в винтовом и червячном механизмах. Данная система включает в себя:

Маятниковый рычаг, а также по одному поворотному для каждой стороны.
Боковую и среднюю тяги.
Сошку.
Шаровые шарниры.

Свободное вращение деталей обеспечивает тяга, на концах которой расположены шарниры, так называемые опоры. Также она способствует совершению поворота управляемых колёс на различные углы. Классификация трапеций подразумевает цельную или разрезную конструкцию. Первая используется в зависимой подвеске, а вторая применяется в независимой. Устанавливается чаще всего на грузовых авто впереди оси или после неё.

Рекомендуем для прочтения:

Рулевой наконечник с шаровым шарниром

Данная конструкция представляет собой съёмный наконечник тяги. Он состоит из:

шарнира, имеющего заглушку, заключённых в корпус;
шарового пальца, имеющего резьбу;
вкладышей, благодаря которым происходит ограничение перемещения при вращении шарового пальца;
защитного кожуха с кольцом, позволяющим фиксировать его на пальце;
пружины.

Техническая неисправность наконечника неизбежно приведёт к выходу из строя тяги, что влияет на безопасность движения. Обязательно необходимо провести замену детали во избежание повреждений связных элементов узла.

Что касается шарнира, он нужен для перенесения применяемых усилий от механизма управления авто к колёсам и должен обеспечивать подвижность тех деталей, которые соединяют элементы всего привода. Именно шаровые опоры берут на себя роль буфера, т. к. на низ машины приходится основной удар от всех неровностей на дороге.

Электрогидравлический рулевой привод

Основным преимуществом электрогидравлического типа является простая и лаконичная конструкция. Насос приводится в действие электродвигателем, а не двигателем внутреннего сгорания. Таково его назначение. Модуль управления представлен в виде единого механизма с электромотором насоса и гидравлическим механизмом.

Одним из главных плюсов такой системы является автоматическое отключение насоса при утечке масла, что предотвращает выход его из строя. Слабо изучено влияние параметров настройки привода на его характеристики. В связи с этим проблема исследования автономных электрогидравлических приводов с комбинированным регулированием скорости является актуальной и острой для современной автомобильной промышленности.

Знаете ли вы? Спорткар Aston Martin Vantage — мощный и яркий представитель именитого бренда. В режиме форсажа на оборотах двигателя около 7000 об/мин звук его выхлопной трубы слышно на расстоянии 6 км.

Основные детали рулевого привода

Механизм управления машиной представляет собой сложно структурированную конструкцию, которая состоит из нескольких элементов:

поперечная и продольная тяги;
нижний и верхний рычаги;
поворотная цапфа;
сошка;
вал;
рулевая передача;
руль.

Строение рулевого привода может разниться, зависимо от принципов положения рычагов и тяг. Эти детали образуют собой рулевую трапецию, что может находиться спереди или сзади. Конструкция также отличается, исходя из вида подвески, которая может быть зависимой и независимой.

Основное назначение

Основополагающее предназначение этого привода состоит в обеспечении безопасного движения машины. Конструкция и план управления является достаточно важным механизмом наряду с системой торможения. На авто курс движения меняется путём поворота передних колёс в нужную сторону, что становится возможным благодаря слаженному взаимодействию деталей в конструкции управления. Силовой способ во время совершения поворота лежит в основе работы механизма курсовой устойчивости.

Вспомогательный рулевой привод

Деталь рулевой системы должна обеспечивать кинематическую связь рулевого механизма и колёс. Само название этого элемента даёт понять для чего он предназначен. Каждый совестливый производитель какого-либо механизма всегда позаботиться о безопасности людей, поэтому и дополняет его полезными элементами. Вспомогательный привод — это система для управления авто, которая понадобится при выходе из строя главного рулевого управления.

Как выглядит рулевой привод при независимой подвеске колес

Если рассматривать механизм с независимой подвеской, то важно отметить, что он имеет некоторые особенности. Можно наблюдать другое строение поперечной тяги, что соединяется с рычагами и тягой шарнирами, благодаря которым и создаётся независимое движение колёс. Ниже рассмотрен управляющий привод, имеющий независимую подвеску и червячный механизм.

1 – стойка;2 – поворотные цапфы;3 – рычаг поворотной цапфы;4 и 9 – боковые тяги;5 – маятниковый рычаг;6 – сошка;7 – рулевой механизм;8 – средняя тяга.

Итак, он состоит из:

сошки;
маятникового рычага;
средней тяги, соединённой первыми двумя элементами, 2-х боковых тяг, что в комплексе представляет собой механизм составной поперечной тяги;
поворотных рычагов (правого и левого).

Чаще всего такой тип привод используется на легковых авто.

Нужно ли обслуживание и замена деталей

От исправности деталей и точности конструкции зависит не только отменная работоспособность автомобиля, но и жизнь водителя, и других участников дорожного движения. Устройства машин имеют свойство изнашиваться, независимо от того, как вы к ним относитесь, хотя и это немаловажно. Техническое обслуживание может предотвратить беду. Пренебрегая этим, можно обеспечить себе большие убытки и проблемы.

Важно! Любое вмешательство в ходовую систему должно сопровождаться регулировкой развала схождения. Если пренебречь этим правилом, наблюдается неравномерное изнашивание шин, некорректная работа ходовой и сложность в управлении авто.

При проведении ремонтных работ рекомендуется обратить внимание на все элементы механизма, даже те, что исправно работают, и проверить их техническое состояние. Каждая деталь имеет граничный срок эксплуатации или рекомендуемый пробег, по истечении которого стоит побеспокоится о замене узла.

Привод является важной составляющей рулевого управления. Необходимо постоянно следить за исправностью всех его элементов и своевременно производить замену на запасные, т. к. от их технического состояния зависит безопасность движения. Теперь вы знаете о видах рулевых приводов, их составляющих компонентах и о том, каков алгоритм работы системы.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Рулевое управление автомобиля — назначение и устройство

Назначение 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.

Рулевое управление автомобиля, устройство и назначение

Основным узлом в любом транспортном средстве является рулевое управление. Для чего же нужно рулевое управление? За все время совершенствования конструкции системы, основной принцип работы рулевого управления остался прежним. Он заключается в преобразовании и передачи физического усилия водителя во время воздействия на руль автомобиля на колеса. Другими словами узел рулевого управления обеспечивает обратную связь, позволяя изменять траекторию движения транспортного средства.

Устройство рулевого управления

Из чего состоит рулевое управление автомобиля? Общее устройство конструкции этого узла на транспортных средствах представлена следующими элементами:

колеса;
рулевой привод;
механизм рулевого управления;
тяги и колонка.

Схема взаимодействия руля автомобиля с ведущей колесной парой не является сложной. Водитель через привод передает усилие на рулевой механизм, который обеспечивает поворот колес. Помимо этого, узел, обеспечивая обратную связь, предоставляет информацию о состоянии дорожного покрытия. Согласно вибрациям рулевого колеса максимально точно определяется тип движения, на основании чего происходит диагностика и корректируется управление машиной.

Средний диаметр руля легкового транспорта составляет примерно 400 мм. В грузовой и специальной технике руль несколько больше, а в спорткарах меньше.

Что входит в рулевое управление?

Между рулем и механизмом расположена рулевая колонка, которая представлена прочным валом с шарнирными соединениями. Особенностью конструкции колонки является минимальный риск получения травматизма водителя в случае ДТП, поскольку при сильном лобовом столкновении происходит ее схлопывание. Для комфортной эксплуатации транспортного средства, положение рулевой колонки настраивается при помощи механического либо электрического привода. Помимо этого, предусмотрена система блокировки механизма, которая позволяет предотвратить угон автомобиля.

Главное назначение рулевого управления заключается в увеличении механического усилия водителя и его передача на колеса. Для этого в конструкцию системы включен специальный редуктор. На легковых автомобилях в основном используют следующие типы рулевого управления:

Реечный механизм, конструкция которого состоит из набора смонтированных на валу шестерней, агрегатируемых с рейкой, на одной из ее плоскостей по всей длине нанесены специальные зубцы. При вращении руля усилие через колонку передается рулевой рейке, в результате чего она свободно перемещается, взаимодействуя с рулевыми тягами и поворачивая колеса. Необходимо заметить, что рулевое управление автомобилем может иметь рейку, на которой располагаются зубья с переменным шагом. Такая конструкция значительно повышает эффективность управления транспортным средством.
Червячный рулевой механизм. Его принцип функционирования следующий: «червяк» при взаимодействии с ведомой шестерней передает усилие сошке. В свою очередь, сошка рулевого управления взаимодействует с одной из тяг, конец которой заканчивается маятниковым рычагом. Этот рычаг смонтирован на опоре. При повороте руля сошка приводит в движение боковую тягу одновременно со средним рычагом, который взаимодействует со второй боковой тягой и изменяет ее положение. Благодаря этому осуществляется поворот ступиц управляемых колес.

Некоторые особенности работы рулевого управления автомобиля

Большинство современных моделей автомобильного транспорта имеют инновационную систему управления всеми четырьмя колесами. Благодаря этому значительно улучшается динамика движения транспортного средства на местности со сложным рельефом. Помимо этого, рулевое управление автомобиля адаптированное на все колеса позволяет добиться большей маневренности при скоростной езде. Это возможно благодаря повороту каждого из колес.

Примечательно, что в рулевом управлении подруливание колес может осуществляться системой в пассивном режиме. Это возможно благодаря наличию в конструкции задней части подвески специальных упругих резинометаллических деталей. При возникновении крена кузова за счет изменения величины и направления нагрузки осуществляется изменение направления движения. Рулевое управление с функцией подруливания задних колес позволяет эффективно распределить усилие для поворота всех колес. Помимо этого, такая система не позволяет осуществить поворот колес при активном состоянии подвески.

В конструкцию адаптивной системы подруливания входят шарниры и тяги. Шарнир имеет несколько элементов в своем составе, для удобства использования его конструкция представлена в виде снимающегося наконечника. Кинематическую схему рулевого управления автомобиля удобнее всего представить в идее прямоугольника, на каждой из сторон которого находятся:

плечи;
угол схождения;
развал;
продольный и поперечный наклон.

Плечи, продольный и поперечный наклон обеспечивают стабилизацию движения, в то время как остальные параметры находятся в постоянном противодействии. Поэтому еще одной задачей рулевого управления является стабилизация всех возникающих в процессе движения сил.

Роль усилителя в системе рулевого управления

Этот элемент помимо того, что позволяет снизить усилие прикладываемое водителем к рулевому колесу, позволяет значительно увеличить точность управления автомобилем. Благодаря наличию усилителя в конструкции рулевого управления появилась возможность использовать в системе элементы, обладающие небольшой величиной придаточного числа. Усилители системы управления делятся на три типа:

Электрический.
Пневматический.
Гидравлический.

Однако большее распространение получил последний тип. Гидравлика отличается надежностью конструкции и плавностью работы, но требует технического обслуживания по замени жидкости. Электроусилитель рулевого управления встречается реже, но все же большинство моделей современной автомобильной техники укомплектовано именно им. Усиление в нем обеспечивает электрический привод. Заметим, что электронное управление отличается наличием расширенного ряда возможностей, но изредка требует проверки и регулировки.

Что такое автоматическое рулевое управление?

Одной из перспективных разработок в автомобилестроении является интеллектуальная система автоматического управления транспортными средствами. Можно сказать, что автопилот, описанный большинством писателей-фантастов в своих произведениях, теперь стал реальностью. Сегодня современной автомобильной технике по силам выполнение большинства действий без участия водителя, самым распространенным из которых является парковка.

Лидером по производству автомобилей оборудованных этой инновационной системой является немецкий концерн BMW, который активно использует на своем модельном ряде сдвоенный планетарный редуктор. Управление таким редуктором осуществляется при помощи электропривода, в результате чего удается совместно с изменением скорости транспортного средства изменять придаточное отношение при передаче усилия от руля к поворотным колесам. Благодаря такому техническому решению значительно повышается быстродействие, и обеспечивается максимально точная обратная связь.

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.

Усилители руля | Усилители рулевого управление: описание и типы

Водители со стажем на всю жизнь запомнили специфику управления машиной без усилителя рулевого управления: на стоящем автомобиле колеса провернуть очень сложно, крутить рулем необходимо в движении. К счастью, необходимость в овладении подобными навыками осталась в прошлом, практически все современные машины оснащены усилителями руля.

Преимущества очевидны:

легко вращать руль;
при маневрировании необходимо меньшее количество поворотов руля;
легче удержать машину на нужной траектории при повреждении колеса или иных экстремальных ситуациях;
при наезде на препятствие усилитель действует как демпфер, сглаживая удар при передаче на руки водителя.

В автосалонах ГК FAVORIT MOTORS представлены автомобили с разными типами усилителей рулей.

Классификация усилителей рулевого управления

Гидравлический усилитель руля (ГУР)

Это один из наиболее распространенных типов, применяемый с 50-х годов прошлого века. Состоит из насоса, гидроцилиндра, бачка с запасом гидравлической жидкости (также называют маслом ГУР) и распределителя, соединенных между собой трубками. Насос, соединенный приводом с двигателем, создает необходимое давление в системе. Гидроцилиндр преобразует давление жидкости в перемещение поршня и штока, тем самым облегчает вращение колес.

Гидравлический усилитель нравится опытным водителям по той причине, что обеспечивает информативное и точное управление. При выходе из строя, руль будет сложно вращать, но все же доехать до сервиса можно.

Минусы такой системы:

на насос уходит часть энергии двигателя, что приводит к увеличению расхода топлива;
есть вероятность протечек системы.

При нарушении герметичности системы жидкость постепенно уходит. Если это вовремя не заметить, то из строя может выйти дорогостоящий узел. Когда вы заметите снижения уровня жидкости в бачке ГУР, необходимо немедленно связаться с технической службой ГК FAVORIT MOTIRS. Квалифицированные мастера в короткие сроки устранят неисправность.

Электрический усилитель руля (ЭУР)

Миром правит электричество, и сейчас большое распространение получили электрические усилители руля, состоящие из электродвигателя, механической передачи и системы управления (датчиков). Датчик фиксирует действия водителя и активирует мотор, интегрированный в рейку рулевого колеса. В результате от водителя требуется минимальное усилие.

Такая система компактна, не так уж дорога, требует минимальных настроек. Вероятность выхода из строя, по сравнению с гидравлической, мала. Чаще всего причина неисправности состоит в окислении контактов или неисправности датчика. Бывают случаи, когда причиной дефекта становятся сбои в работе блоков управления или скачки напряжения бортовой сети. В этом случае на панели приборов загорится сигнал неисправности, и нужно оперативно связаться с технической службой ГК FAVORIT MOTORS.

Электрогидравлический усилитель руля (ЭГУР)

Замкнутая система состоит из тех же элементов, что и классический гидравлический усилитель руля: насос, гидроцилиндр, распределитель, бачок с запасом жидкости ГУР. Основное отличие в том, что насос вращает дополнительный электродвигатель, получающий питание от генератора. Такая система работает не постоянно, а только в момент вращения колеса, что снижает расход топлива. Вероятность утечки жидкости ГУР и выхода из строя электрических блоков, разумеется, есть, но и преимущества налицо: энергоэффективность, сочетающаяся с информативностью и точностью управления.

Деление по принципу действия

Усилители могут быть адаптивными (также используется термин активный) и неадаптивными. Первые имеют переменный коэффициент усиления, который зависит от скорости машины: на малом ходу руль крутится легко, при наборе скорости рулевое колесо наливается тяжестью. Это сделано в целях безопасности, поскольку сильный и резкий поворот руля на скорости может привести к аварии. В конструкцию адаптивного усилителя руля входит дополнительный датчик скорости.

Как сберечь и продлить жизнь усилителю руля

Часто водители сами выводят из строя системы. Классический случай: попытка забраться на высокий бордюр с сильно вывернутыми колесами. Создается повышенное давление в гидравлической системе, что приводит к утечке. От повышенной нагрузки может выйти из строя электромотор. Эксперты ГК FAVORIT MOTORS не рекомендуют удерживать руль в крайнем положении более 4 секунд – опять же по причине возникновения избыточного давления.

В морозы перед стартом нужно слегка разогреть жидкость ГУР. Для этого достаточно пары-тройки вращений рулем. И, разумеется, нужно периодически проверять натяжение ремня привода насоса гидроусилителя, контролировать уровень рабочей жидкости в бачке, своевременно производить замену жидкости ГУР вместе с фильтром.

Как видите, большинство рекомендаций относится к гидравлическим или электрогидравлическим системам. Электрические усилители требуют меньшего ухода.

Система рулевого управления с гидроусилителем и рулевой механизм · BlueStar Inspections

В системе рулевого управления с гидроусилителем вашего автомобиля есть несколько компонентов, которые упрощают поворот и точное управление автомобилем. У старых автомобилей были огромные рули, и для управления системой ручного рулевого управления требовалось много сил. Благодаря технологиям современные автомобили намного легче поворачивать и управлять ими.

Основные компоненты системы рулевого управления с усилителем между рулевым колесом и рулевым механизмом включают само рулевое колесо, рулевую колонку, рулевую муфту, рулевой механизм, шланги рулевого управления с гидроусилителем и насос рулевого управления с гидроусилителем.Обычно система рулевого управления с усилителем была гидравлической, но системы рулевого управления с электроусилителем становятся все более распространенными. Системы рулевого управления с электроусилителем состоят из дополнительных компонентов, включая различные датчики, провода, исполнительные механизмы, двигатели и электронный блок управления.

Существует три основных типа систем рулевого управления с гидроусилителем, используемых в транспортных средствах: рулевое управление с гидроусилителем (HPS), рулевое управление с электроусилителем и гидроусилителем (EPHS) и рулевое управление с полностью электрическим усилителем (EPS).И электрический, и электронный усилитель руля относятся к одной и той же системе.

Гидравлический усилитель рулевого управления (HPS) использует гидравлическое давление, создаваемое насосом с приводом от двигателя, известным как насос гидроусилителя рулевого управления, для облегчения движения при повороте рулевого колеса. Насос гидроусилителя рулевого управления приводится во вращение вспомогательным приводом или змеевиком и подает жидкость гидроусилителя под давлением в шланг гидроусилителя рулевого управления на стороне высокого давления, который подает ее на входную сторону клапана управления гидроусилителем рулевого механизма.Жидкость для гидроусилителя рулевого управления забирается из бачка для жидкости гидроусилителя рулевого управления, уровень которого поддерживается на соответствующем уровне с помощью шланга гидроусилителя рулевого управления со стороны низкого давления, который возвращает жидкость из коробки передач при гораздо более низком давлении.

HPS имеет множество недостатков. Поскольку насос гидроусилителя рулевого управления, установленный на большинстве автомобилей, работает постоянно и все время перекачивает жидкость, он тратит впустую мощность. Эта потраченная впустую мощность приводит к потере топлива и увеличению выбросов. Кроме того, эта система подвержена утечкам и шумам и обычно приводит к отказу из-за обрыва ремня.

Электрогидравлическое рулевое управление (EPHS) представляет собой гибрид гидравлического и электрического. В этой системе гидравлический насос получает энергию от электродвигателя, а не от ремня, приводимого в движение двигателем. В EPHS обычные приводные ремни и шкивы, приводящие в действие насос рулевого управления с гидроусилителем, заменены бесщеточным двигателем. Рулевое управление с гидроусилителем приводится в действие этим электродвигателем, что снижает мощность, которую необходимо отбирать от двигателя.

В системе рулевого управления с электроусилителем (EPS) электродвигатель заменяет гидравлический насос, и устанавливается полностью электрическая система рулевого управления с усилителем.Электродвигатель крепится либо к рулевой рейке, либо к рулевой колонке. Электронный блок управления контролирует динамику рулевого управления. EPS часто является предпочтительной системой, поскольку она приводит к лучшей экономии топлива и снижению выбросов.

EPS дает много дополнительных преимуществ. Объем помощи, предоставляемой EPS, легко настраивается в зависимости от типа транспортного средства, скорости движения и даже предпочтений водителя. Еще одним преимуществом является устранение опасности для окружающей среды, вызванной утечкой и утилизацией жидкости гидроусилителя рулевого управления.Кроме того, электрическая помощь не теряется, когда двигатель выходит из строя или глохнет, тогда как гидравлическая помощь перестает работать, если двигатель останавливается.

Также разрабатываются и внедряются системы рулевого управления с «управляемым электродвигателем» или «электродвигателем». Эти системы устраняют механическую связь между рулевым колесом и системой рулевого управления, заменяя ее чисто электронной системой управления. Эта система освобождает много места на панели инструментов, которое можно использовать для других целей.

В большинстве современных транспортных средств используются два основных типа рулевых механизмов: реечный рулевой механизм и рулевой механизм с рециркуляцией шариков.Реечный и шестеренный тип, безусловно, самый распространенный, но рециркулирующий шар все еще используется на некоторых грузовиках и более тяжелых транспортных средствах, и всегда использует рычаг Pitman для передачи движения на рулевую тягу.

Реечный рулевой механизм преобразует рулевое управление водителя в движение передних колес для поворота. В этой системе ведущая шестерня соединена с рулевым валом, что означает, что при повороте рулевого колеса она вращает ведущую шестерню круговыми движениями, а затем перемещает рейку линейным движением.В основном это использование вращательного движения рулевого колеса, а затем преобразование этого вращательного движения в линейное движение, необходимое для поворота колес. По обеим сторонам рулевой рейки расположены прорезиненные пластиковые сильфоны, которые крепятся к корпусу рейки и подвижной части рейки, чтобы пыль и мусор не попадали в блок зубчатой рейки.

Рулевой механизм с рециркуляцией шариков также преобразует рулевое управление водителя в движение колес для поворота. В этой системе коробка закреплена над червячной передачей, содержащей множество шарикоподшипников.Эти шарикоподшипники обвивают червячный привод и перемещаются в рециркуляционный канал, а затем обратно в червячный привод. Когда рулевое колесо поворачивается, червячный привод поворачивается и заставляет шарики прижиматься к каналу внутри гайки. Давление шариков заставляет гайку перемещаться вдоль червячной передачи, которая вращает рычаг Питмана, перемещает рулевую тягу и, в конечном итоге, поворачивает колеса.

Рулевая колонка — это корпус, который надежно удерживает рулевое колесо и вал. Муфта рулевого управления находится внизу рулевого вала.Это шарнир, который позволяет рулевому колесу вращаться без заедания в колонке из-за того, что первичный вал и рулевая колонка не идеально совмещены и находятся под небольшим углом друг к другу. Муфта рулевого управления соединяет рулевое колесо и вал с рулевым механизмом.

Если ваш автомобиль оснащен гидроусилителем рулевого управления, имеется два основных шланга рулевого управления с гидроусилителем: шланг со стороны высокого давления (высокого давления) и шланг со стороны низкого давления (низкого давления). Оба крепятся к стойке и шестерне с помощью латунных фитингов с резьбой.Шланг со стороны высокого давления прикреплен к насосу гидроусилителя рулевого управления с помощью латунного фитинга с резьбой, в то время как шланг со стороны низкого давления скользит по небольшой трубе и фиксируется зажимом для шланга. Шланг со стороны высокого давления подает жидкость гидроусилителя рулевого управления под давлением к рулевому механизму, чтобы усилить усилитель рулевого управления. Шланг со стороны низкого давления переносит жидкость под низким давлением обратно к насосу и резервуару.

Из-за множества компонентов рулевого управления с гидроусилителем и систем рулевого привода, а также из-за их взаимосвязанного характера проверка этих систем должна быть тщательной.Гидравлические компоненты, включая насос гидроусилителя рулевого управления и шланги, следует проверять на предмет утечек. Ремень рулевого управления с гидроусилителем необходимо проверить на предмет повреждений, трещин, износа и затяжки. Рулевой механизм следует проверить на предмет ослабления и утечек. Пыльники сильфонов реечного рулевого механизма необходимо проверить на наличие разрывов и повреждений. Рулевое колесо и колонка должны быть надежно закреплены, а муфта рулевого механизма должна быть плотной, но двигаться свободно, без шума. Компоненты электронного усилителя рулевого управления следует визуально осмотреть на предмет повреждений.

Рулевое управление с гидроусилителем должно управляться как влево, так и вправо во время движения, чтобы проверить, нет ли заеданий, шумов и простоты управления. Система рулевого управления с гидроусилителем и рулевой механизм в значительной степени способствуют безопасной эксплуатации вашего автомобиля. Поручите сертифицированному специалисту ASE проверять все компоненты рулевого управления с усилителем и системы рулевого привода, как указано выше, не реже одного раза в год.

Рулевое управление | Boggs Automotive

Система рулевого управления с гидроусилителем в вашем автомобиле позволяет вам направлять автомобиль в желаемом направлении.Рулевое управление с гидроусилителем — это действительно рулевое управление с усилителем. Рулевое управление с усилителем позволит вам управлять автомобилем вручную, когда двигатель не работает или если у вас есть неисправность в системе рулевого управления с усилителем, которая выводит его из строя.

Знания о гидроусилителе рулевого управления

В гидроусилителе рулевого управления используется гидравлический насос, работающий от ремня, приводимого в движение двигателем, этот насос позволяет небольшому количеству жидкости находиться под давлением. Это давление, в свою очередь, помогает рулевому механизму направлять шины при повороте рулевого колеса.Система рулевого управления с гидроусилителем обычно включает в себя насос, жидкость для гидроусилителя рулевого управления, узел напорного шланга, регулирующий клапан и возвратную линию.

На транспортных средствах используются два основных типа систем рулевого управления с усилителем. Реечная система рулевого управления и обычная / встроенная система рулевого управления, также известная как система рулевого управления с рециркуляцией шариков. Реечная система рулевого управления является наиболее часто используемой системой рулевого управления с усилителем на современных автомобилях. Рулевой вал вращает шестерню, которая перемещает рейку из стороны в сторону, используя силовой агрегат, встроенный непосредственно в сборку рейки.Система рулевого механизма обычно используется чаще всего на грузовиках, она имеет серию стальных шариков, которые действуют как катящиеся резьбы между рулевым валом и поршнем рейки. Вал рулевого колеса соединяется с зубчатым колесом и рядом звеньев и / или рычагов, которые поворачивают колеса влево или вправо.

Наилучший способ обслуживания системы рулевого управления с усилителем вашего автомобиля — это регулярная проверка уровня и состояния жидкости рулевого управления с гидроусилителем. Низкий уровень рабочей жидкости может вызвать повреждение некоторых компонентов системы рулевого управления. Компания Boggs Automotive рекомендует устранять утечки, если они возникают, и промывать жидкость примерно каждые 50 000 миль, чтобы очистить ее от загрязнений. Эта жидкость является ключом к поддержанию смазки насоса гидроусилителя рулевого управления, рулевого механизма или реечной передачи и является гидравлическим элементом системы рулевого управления с гидроусилителем.

Отказ гидроусилителя рулевого управления обычно происходит постепенно и подает предупреждающие знаки перед тем, как выйти из строя полностью, но системы рулевого управления с гидроусилителем могут выйти из строя внезапно, даже если они должным образом обслуживаются.

Остановитесь на

Boggs Automotive для бесплатного осмотра , если ваш автомобиль начинает проявлять некоторые из следующих симптомов:

Жесткое рулевое управление
Тяжелое рулевое управление или отсутствие реакции на низких скоростях или во время маневров на стоянке
Рулевое колесо, которое не возвращается в «центр» должным образом
Слушайте, нет ли шума при повороте рулевого колеса. Если вы слышите нытье, стон или визг, возможно, в насосе вашей системы рулевого управления с гидроусилителем серьезно низкий уровень жидкости.
Обратите внимание, насколько свободно вращается рулевое колесо. Обычно вы должны иметь возможность повернуть рулевое колесо с небольшим усилием всякий раз, когда вы хотите повернуть автомобиль на повороте или повороте. Если вы обнаружите, что поворот рулевого колеса для поворота автомобиля требует больших усилий, ваша система рулевого управления с усилителем выходит из строя.
Проверить на утечки жидкости рулевого управления с гидроусилителем. Если вы заметили пятно на земле под автомобилем, когда он простоял долгое время, возможно, из вашего автомобиля вытекает жидкость.Если пятно желтого, розового или красного цвета, это может быть жидкость для гидроусилителя руля.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы не можете определить, какого цвета пятно, поместите лист белой мясной бумаги под машину, когда оставите ее на несколько часов. Цвет будет легче увидеть на белом фоне.

Если гидроусилитель руля в вашем автомобиле выключается во время движения:

Предупредите других водителей. Если ваш гидроусилитель руля выходит из строя при движении на высокой скорости, вашим первым инстинктом будет паника.Вместо этого включите мигалки и гудите, чтобы другие водители знали, что у вас внезапные проблемы с автомобилем. Это заставит их уйти с вашего пути.
Двигайтесь к обочине дороги. Делайте это как можно осторожнее; без мощности управлять автомобилем будет намного сложнее.
Постепенно остановите автомобиль, постепенно замедляя его. При нажатии на педаль тормоза автомобиль может попасть в занос, из которого трудно выйти с усилителем рулевого управления и почти невозможно выехать без него.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если гидроусилитель руля вашего автомобиля выходит из строя из-за остановки двигателя, ваши тормоза будут казаться более жесткими, если у вас есть усиленные тормоза, вынуждая вас нажимать на педаль сильнее и нажимать ее ниже, чем обычно. Возможно, вам также придется переключиться на более низкую передачу или использовать трение о перила, гравийную обочину или разделитель цемента, чтобы замедлить автомобиль настолько, чтобы тормоза сделали все остальное.

Перезапустите двигатель, если он заглох. Поверните рулевое колесо в любом направлении, чтобы посмотреть, насколько хорошо оно поворачивается.Если он поворачивает так же свободно, как обычно, выезжайте на проезжую часть и продолжайте движение в обычном режиме. Если этого не произошло, либо медленно поезжайте к ближайшему механику, либо вызовите эвакуатор.

Типы, детали, функции, схемы и рулевые механизмы

В этом посте вы узнаете о системе рулевого управления и о том, что работает , Углы поворота , типы рулевой системы с детали , функция , схема и типы из рулевые механизмы .

Система рулевого управления

Система рулевого управления автомобиля или просто система рулевого управления является наиболее важной частью рулевого управления автомобиля, так хорошо реагируя на водителя во время вождения. Благодаря рулевому управлению вы чувствуете себя в безопасности во время вождения.

Система рулевого управления в автомобиле, это процесс движения автомобиля в желаемом направлении путем поворота, обычно передних колес. Для эффективного и безопасного управления автомобилем во всем диапазоне скоростей необходимо правильное рулевое управление.

Система позволяет водителю использовать только легкие силы для управления тяжелым автомобилем.

Рулевое управление также возможно за счет поворота задних колес, которое обычно используется в низкоскоростных транспортных средствах с малоподвижным полом, для подъема и транспортировки тяжелых частей на короткие расстояния, например вилочного погрузчика.

Если вы хотите узнать все о системе рулевого управления автомобиля. Например, как это работает, Какие типы системы рулевого управления, как она поддерживает управляемость, а также устойчивость на дороге и управляемость, тогда, пожалуйста, продолжайте читать.

Автомобили всегда оснащаются рулевым управлением на передние колеса. Простой эскиз системы рулевого управления автомобиля, как показано на рисунке.

Основы системы рулевого управления

Управлять транспортным средством — вещь довольно легкая, но знаете ли вы, как это работает, это кажется таким простым, но на самом деле это не так. Давайте посмотрим, что на самом деле делают движущиеся части вашего автомобиля.

При повороте рулевого колеса рулевой вал вращает ведущую шестерню. Зубья ведущей шестерни и рулевой рейки блокируются при вращении шестерни.Это вращение будет толкать стойку, когда стойка перемещает прикрепленные стержни, а поворотные кулаки действуют как точки поворота и поворачивают передние колеса.

, например, поворот рулевого колеса влево будет толкать рейку вправо, поворачивая передние колеса влево.

чем больше вы поворачиваете рулевое колесо, тем сильнее нажимается рейка и тем резче поворот будет немного сбивать с толку, не волнуйтесь, вам не нужно быть механиком, чтобы управлять транспортным средством, но мы хотели, чтобы вы визуализировали именно это и происходит, когда вы делаете этот поворот колеса.

Хотя есть много движущихся частей и слов, о которых вы никогда не слышали, с небольшими усилиями и с помощью вашей системы рулевого управления легко управлять автомобилем.

Как работает система рулевого управления автомобиля?

Система рулевого управления преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловой поворот передних колес.

Рулевое колесо вращает рулевую колонку.
Рулевой редуктор установлен на конце этой колонки. Следовательно, когда колесо вращается, поперечный вал в коробке передач колеблется.
Поперечный вал соединен с рычагом подвески. Этот рычаг соединен тяговым рычагом с рулевыми рычагами.
Рулевые рычаги на обоих колесах соединены поперечными тяговыми тягами с тяговым рычагом.
Когда рулевое колесо приводится в действие, поворотный кулак движется взад и вперед, поворотные кулаки соединяются друг с другом.
Один конец тяги соединен с тягой. Другой конец подсоединяется к концу рычага подвески.

Назначение системы рулевого управления

Для эффективного управления транспортным средством во всем диапазоне скоростей с безопасностью и без особых усилий для водителя на разных типах дорожного покрытия необходимо правильное рулевое управление.

Для надлежащей работы и полезного обслуживания автомобиля необходимо, чтобы движущееся транспортное средство находилось под полным контролем водителя. Таким образом, управление автомобилем осуществляется с помощью системы рулевого управления, которая обеспечивает изменение направления движущегося автомобиля.

Функция системы рулевого управления

Важная функция системы рулевого управления выглядит следующим образом :

С помощью системы рулевого управления водитель может управлять транспортным средством, как он хочет.
Рулевое управление обеспечивает устойчивость транспортного средства на Дорога.
Минимизирует износ шин.
Предотвращает попадание ударов на водителя.
Рулевое управление обеспечивает эффект самовосстановления после поворота.

Центровка колес

Центровка колес определяется как правильная регулировка осей поворота, контролирующая движение колес.

Выравнивание колес, таким образом, относится к правильному расположению передних колес и рулевого механизма для облегчения управления, снижения износа шин до минимума, а также для обеспечения курсовой устойчивости автомобиля.

Результат: Правильно выровненные передние колеса.

Комфортность рулевого управления.
Равномерный износ шин.
Минимальное потребление энергии.
Минимальные вибрации.
Колеса не качаются.
Уменьшите усилия водителя при повороте автомобиля.
Для самоцентрирования колеса после поворота.
Для достижения курсовой устойчивости автомобиля во время движения.

Типы системы рулевого управления в автомобиле

Ниже приведены три типа системы рулевого управления:

Рулевое управление велосипеда.
Рулевое управление с поворотной платформой или центральным шарниром.
Рулевое управление Ackarman или рулевое управление с боковым поворотом.

1.

Велосипедное рулевое управление

В этих типах рулевого управления редкое колесо фиксируется, а переднее колесо управляется. Для безопасного поворота важно, чтобы два колеса вращались вокруг точки. В этом случае перпендикуляр переднего колеса, когда производит рез, добавление перпендикуляра к заднему колесу, и эта точка обозначается как мгновенный центр .

2. Рулевое управление с поворотной платформой или центральным шарниром

В четырехколесном транспортном средстве передние два колеса установлены на оси, а ось, в свою очередь, прикреплена к поворотной платформе, имеющей единственный шарнир.

При повороте передних колес вся передняя ось поворачивается вокруг центральной оси. В этом случае перпендикуляры всех колес также встречаются в одной точке во время любого поворота, так что поворот безопасен и колеса катятся свободно.

Этот тип рулевого управления обычно используется в конных экипажах и на трассах.Это не подходит для автомобильного транспорта, так как неустойчиво на высоких скоростях. Кроме того, рулевое управление с центральным шарниром требует много места и потому, что вся ось может поворачиваться.

3. Рулевое управление Акермана или рулевое управление с боковым поворотом

Это современная компоновка рулевого управления почти всех автомобилей. В этом типе рулевого управления каждое переднее колесо поворачивается индивидуально относительно бокового шарнира.

Передняя ось поворачивается с обеих сторон осей. А в качестве поворотных осей смонтированы колеса.Поворот поворотных осей осуществляется рулевыми рычагами, соединенными с поперечной рулевой тягой.

Рулевые рычаги не параллельны, а наклонены. Линия, образованная наклонными рычагами, будет встречаться в центре линии задней оси, образуя угол, называемый «Угол Аккермана» .

Чтобы добиться хорошей центровки, необходимо понимать следующие факторы:

Развал (передний угол колеса или угол развала).
Кастер.
Наклон шкворня.
Схождение.
Схождение.

Развал

Угол между осевой линией шины и вертикальной линией, если смотреть спереди автомобиля, называется развалом. Когда колеса наклонены наружу наверху, это называется положительным развалом, а если наклонены внутрь, это называется отрицательным развалом. Оба передних колеса имеют одинаковый угол развала колес.

При положительном развале колеса становятся вертикальными под нагрузкой, шина будет полностью контактировать с дорогой, следовательно, износ шин будет равномерным.Если положительный развал слишком велик, внешний край шины будет изнашиваться быстрее. Если отрицательный развал слишком велик, внутренний край шины изнашивается быстрее.

Неравномерный развал обоих передних колес приводит к вибрации колес на низкой скорости. Старые модели имеют значительный изгиб. Современные автомобили имеют улучшенный дизайн и материалы, у которых очень мало изгиба. Развал не должен превышать 2 °. На современных автомобилях развал регулируется с помощью эксцентрикового кулачка в валу поперечного рычага.

Ролик

Ось поворотного шкворня или ось поворота могут быть наклонены вперед или назад от вертикальной линии. Этот наклон известен как Caster. Угол ролика: Угол ролика — это угол, образованный наклоном оси поворота вперед или назад от вертикали, если смотреть со стороны колеса.

Наклон назад известен как положительный наклон, а наклон вперед — как отрицательный. Если ролики не равны с обеих сторон, это приведет к тому, что транспортное средство будет тянуться в сторону колеса, имеющего меньший угол ролика.Угол кастинга в современных автомобилях колеблется от 2 ° до 8 °.

Цели ролика

Для поддержания курсовой устойчивости и управляемости.
Для повышения устойчивости рулевого управления.
Уменьшите усилие привода для поворота автомобиля.

Наклон шкворня

Угол между линией автомобиля и центром шкворня или осью рулевого управления, если смотреть спереди автомобиля, известен как наклон шкворня.

Наклон шкворня в современных автомобилях варьируется от 7 ° до 8 °.Он должен быть одинаковым с обеих сторон. Он больше с одной стороны, чем с другой, автомобиль будет тянуть в сторону, имеющую больший угол.

Основные функции наклона шкворня:

Помогает в самоцентрировании колес после поворота.
Для обеспечения курсовой устойчивости.
Уменьшает усилие на рулевом колесе.

Схождение

Передние колеса слегка наклонены внутрь спереди, расстояние между передними колесами спереди (A) меньше расстояния сзади (B), измеренного на высоте ступицы уровень и в центре протектора колеса.

Разница в расстоянии составляет «схождение» (B-A). обычно составляет от 2 до 3 мм. Цель схождения — преодолеть плохой эффект изгиба. Схождение регулируется концами рулевой тяги.

Разнос

Каждый раз, когда автомобиль делает поворот с геометрией рулевого управления Акермана, внутреннее колесо поворачивается на большее количество градусов, чем внешнее колесо, так что перпендикуляры всех четырех колес в одной точке при движении. Эта точка называется мгновенным центром, поэтому все колеса катятся очень легко, без задиров.

Типы рулевого управления в зависимости от рычага

Существует три типа рулевого управления в зависимости от рычага, обеспечиваемого между опорным колесом и рулевым колесом, а также количества ударов и вибраций, передаваемых от опорных катков на рулевое колесо. , а именно

Рулевое управление реверсивное.
Нереверсивное рулевое управление.

Реверсивное рулевое управление

Реверсивное рулевое управление — это рулевое управление с передаточным числом 1: 1.Например, рулевое управление для велосипеда или скутера. В случае коробки передач любое угловое движение ручки вызывает такое же угловое движение колеса, и раскачивание или колебания колеса точно передаются на рулевую ручку. Такое расположение подходит только для велосипедов, мотоциклов, скутеров и т. Д.

Нереверсивное рулевое управление

Здесь передаточное число между колесами и рулевым колесом очень велико. Дорожные катки Ex-In это примерно 40: 1.

Здесь необходим очень высокий редуктор.Потому что нагрузка на колесо очень высока. При этом типе рулевого управления не будет никакой передачи понятия из-за вибрации колеса от опорных колес к рулевым колесам.

Рулевые приводы

Если рулевое колесо соединено напрямую с рулевым приводом, для перемещения передних колес потребуется большое усилие. Поэтому для помощи водителю используется система понижения. Рулевой механизм — это устройство для преобразования вращательного движения рулевого колеса в прямолинейное движение рычажного механизма с механическим преимуществом.Рулевые механизмы заключены в коробку, называемую рулевым редуктором.

Типы рулевых механизмов

Ниже приведены восемь важных рулевых механизмов:

Рулевой механизм с рециркуляцией шариков.
Реечный рулевой механизм.
Рулевой механизм червячно-секторный.
Рулевой привод червячно-роликовый.
Гайка рулевого механизма с червячной передачей и шарикоподшипником.
Кулачковый и роликовый рулевой механизм.
Кулачковый рулевой механизм.
Кулачковый и двухрычажный рулевой механизм.

1. Рулевой механизм с рециркуляцией шариков

Шарик с циркуляцией похож на червячный и шариковый подшипник, но не на рулевой механизм. Шарики заключены в половину гайки и передаточную трубку. При вращении кулачка или червяка шарики проходят от одной стороны гайки к передаточной трубке на противоположную сторону. Так как гайка не может повернуться, а движение шариков по дорожке кулачка увлекает гайку за собой и вращает вал коромысла.

2. Реечный рулевой механизм

В реечном рулевом механизме на конце рулевого вала установлена шестерня. Он входит в зацепление со стойкой, которая имеет шаровые опоры на каждом конце, чтобы колеса могли подниматься и опускаться.

Дороги соединяют шаровые опоры с цапфой отлично. Вращательное движение рулевого колеса поворачивает шестерню, которая перемещает рейку вбок. Это движение стойки преобразуется в колеса.

3. Червячно-секторный рулевой механизм

В червячном и секторном рулевом механизме червяк на конце рулевого вала входит в зацепление с сектором, установленным на секторном валу.Когда червяк вращается вращением рулевого колеса, сектор также вращается, вращая секторный вал. Его движение передается на колесо через рычажный механизм.

Обратите внимание, что 6 секторный вал также известен как вал шатуна, вал шатуна, вал ролика, вал рулевого рычага, поперечный вал.

4. Червячно-роликовый рулевой механизм

В червячно-роликовом рулевом механизме двухзубый ролик закреплен на валу сектора или ролика так, чтобы он входил в зацепление с резьбой червячной передачи или вала на конце рулевой вал или трубка.

Когда червячный вал вращается, он заставляет ролик двигаться по дуге, чтобы вращать вал ролика, и в то же время поворачивает штифт, соединяющий его с валом. Ролик установлен на шарикоподшипнике.

Червячный вал установлен на подшипнике, который выдерживает как радиальное, так и торцевое усилие. Этот тип рулевого механизма широко используется на американских легковых автомобилях.

5.

Гайка рулевого механизма с червяком и шарикоподшипником

В рулевом механизме с гайкой с червяком и шарикоподшипником шариковая гайка установлена на червяке рулевого вала.Червяк и гайка имеют сопряженные спиральные канавки, в которых циркулируют стальные шарики, чтобы обеспечить движение без трения между червяком и гайкой.

Используются два набора шаров, каждый из которых работает независимо от других. На внешней поверхности гайки прикреплена направляющая возврата шара. Когда рулевой вал поворачивается влево или вправо, шариковая гайка перемещается вверх и вниз шариками, которые катятся между червяком и гайкой.

Секторная шестерня, установленная на секторном валу, входит в зацепление с шариковой гайкой, так что она приводится в движение шариковой гайкой.

6. Кулачковый и роликовый рулевой механизм

В кулачковом и роликовом рулевом механизме кулачок входит в зацепление с роликом. Когда кулачок вращается, ролик вынужден следовать за кулачком и при этом заставляет вращаться вал коромысла, таким образом перемещая рычаг подвески.

Контур кулачка рассчитан на зацепление с дугой, образованной роликом, что позволяет поддерживать постоянную глубину зацепления и равномерно распределять нагрузку и износ на сопрягаемых деталях.

7. Рулевой механизм с кулачком и штифтом

В рулевом механизме с кулачком и штифтом, прикрепленном к коромыслу, находится конический штифт, который входит в зацепление с кулачком.Когда кулачок вращается, штифт перемещается по канавке, вызывая вращение вала коромысла.

8.

Кулачковое и двухрычажное рулевое управление Gea r

В кулачковом и двухрычажном рулевом механизме специальный червяк, называемый кулачком, заменяет червяк, используемый в двух типах червячного и секторного рулевого механизма и червячно-роликовом рулевом механизме. .

Кулачок имеет цилиндрическую форму, его рабочая часть представляет собой канавку переменного шага, сделанную в центре уже, чем на конце. Это обеспечивает нереверсивность в центральной части кулачка, где происходит большая часть рулевого управления автомобиля.

Сдвоенные рычаги установлены на поперечном валу и расположены так, что упоры входят в зацепление с кулачком сбоку. Когда кулачок поворачивается, стержни перемещаются по канавке кулачка, заставляя рычаг качаться по дуге и, таким образом, поворачивать поперечный вал.

Вот и все

Внешние ссылки:

Полезные ссылки:

Вот и все, спасибо за чтение. Если у вас есть вопросы по «Рулевой системе и ее типам », задавайте их в комментариях.Если вам понравилась эта статья, поделитесь с друзьями.

Что такое рулевое управление? компоненты, функции и пример

Что такое система рулевого управления ?. Каждый наверняка захочет узнать о системе рулевого управления. Здесь, в этой статье, они узнают о системе рулевого управления, их компонентах, функциях, а также на примере.

Что такое система рулевого управления?

Проще говоря, система рулевого управления вашего автомобиля — это все, от рулевого колеса до рулевого вала, рейки и шестерни (также известной как коробка передач), вплоть до рычажного механизма, который соединяется с самими колесами.

В автомобилях она также известна как рулевое колесо, рулевое колесо, шестерни, рычаги и другие компоненты, используемые для управления направлением движения транспортного средства.

Система содержит гидроусилитель, который работает при работающем двигателе и обеспечивает большую часть необходимой силы, когда водитель поворачивает колесо.

Источник: Машиностроение

Типы рулевой системы:

Доступны два типа рулевого управления. Их:

Гидравлический
Электрический / электронный

1.Гидравлическая система рулевого управления:

Гидравлические системы рулевого управления с усилителем работают за счет использования гидравлической системы для умножения силы, прилагаемой к входам рулевого колеса на управляемые (обычно передние) опорные колеса транспортного средства.

Гидравлическое давление обычно исходит от генератора или пластинчато-роторного насоса, приводимого в действие двигателем транспортного средства.

Это называется гидравлической системой рулевого управления.

2. Электрическая / электронная система рулевого управления:

Электрическая / электронная система рулевого управления также известна как система рулевого управления с усилителем.

В автомобилях система рулевого управления с усилителем помогает водителям управлять транспортным средством, увеличивая усилие на рулевом колесе, необходимое для поворота рулевого колеса, что облегчает поворот или маневрирование автомобиля. В системах рулевого управления с электроусилителем вместо гидравлических систем используются электродвигатели.

Это известно как электрическая / электронная система рулевого управления.

Также читайте: Ресурсы Северной Америки: Биологические и минеральные ресурсы

Детали рулевой системы:

Доступные части системы рулевого управления:

Шаровые опоры
Втулки
Звенья стабилизатора поперечной устойчивости
Центральные звенья
Холостойкое оружие / Pitman Arms
Реечные и шестерни
Концы / рукава рулевой тяги
ШРУСы / сапоги
Полуоси полуоси CV
Амортизаторы
Стойки / картриджи

Это части системы рулевого управления.

Компоненты системы рулевого управления:

Компоненты системы рулевого управления перечислены ниже. Их:

1. Рулевое колесо
2. Рулевая колонка или вал.
3. Рулевой механизм
4. Подвесной рычаг или рычаг подъемника
5. Шаровые шарниры
6. Тяга
7. Рулевой рычаг
8. Поворотный вал
9. Левый шпиндель и шкворень
10. Левый рычаг рулевой тяги

1. Рулевое колесо:

Рулевое колесо — это колесо управления, которым водитель управляет.Он содержит выключатель индикатора движения, выключатель света, выключатель стеклоочистителя и т. Д. Его также называют ведущим колесом или маховиком — это тип рулевого управления в транспортных средствах.

Рулевые колеса используются в большинстве современных наземных транспортных средств, включая все автомобили массового производства, а также автобусы, легкие и тяжелые грузовики и тракторы.

2. Рулевая колонка или вал:

Рулевая колонка, также известная как вал, установлена внутри полой рулевой колонки. Когда рулевое колесо поворачивается, рулевой вал также будет вращаться.За счет этого движение передается на рулевой механизм.

Рулевая колонка расположена в верхней части системы рулевого управления и крепится непосредственно к рулевому колесу. Затем рулевая колонка прикрепляется к промежуточному валу и универсальным шарнирам.

3. Рулевой механизм:

Рычаг шатуна на одном конце имеет шлицевое соединение с коромыслом рулевого механизма, а другой конец соединен с тягой с помощью шарового шарнира.

Рулевой редуктор содержит шестерни, которые передают сигналы рулевого управления от водителя на рулевую тягу, которая поворачивает колеса, и умножает изменения рулевого управления, выполняемые водителем, так что передние колеса перемещаются больше, чем рулевое колесо.

4. Подвесной рычаг или рука питмена:

Когда рулевое колесо поворачивается вправо или влево, самосвал передает движение, которое он получает от рулевого редуктора, на рулевую тягу. «Рычаг самосвала» используется для корректировки рулевого управления, когда автомобиль имеет лифт подвески.

5. Шаровая опора:

Шаровые опоры представляют собой сферические подшипники, которые соединяют рычаги управления с поворотными кулаками. Шпилька подшипника имеет коническую форму с резьбой и входит в коническое отверстие поворотного кулака.Защитный кожух предотвращает попадание грязи в узел шарнира.

6. Перетащите ссылку:

Тяга перетаскивания преобразует поворотную дугу рулевого рычага в линейное движение в плоскости других рулевых тяг. «Соединительное звено соединяет штангу шатуна с рулевым рычагом или, в некоторых случаях, соединяется с узлом рулевой тяги.

7. Рулевой рычаг:

Рулевой рычаг — это рычаг для передачи поворотного усилия от рулевого механизма на тяговую тягу, особенно автомобильного транспортного средства.

Основная функция рулевого управления — позволить водителю безопасно и точно управлять автомобилем. Помимо этого, система рулевого управления также позволяет снизить усилия водителя, облегчая управление автомобилем.

8. Поворотный мост:

Когда рулевое колесо вращается, движение передается на руку шатуна через коробку передач. Это движение передается на перетаскивающее звено. Тормозное звено передает это движение на поворотную ось, которая вращается вокруг шкворня.Это поворачивает правое колесо.

9. Левый шпиндель и король:

В автомобильной подвеске поворотный кулак — это та часть, которая содержит ступицу или шпиндель колеса и прикрепляется к компонентам подвески и рулевого управления. ^{Его также называют поворотным кулаком, шпинделем, стойкой или ступицей.}

Колесо и шина в сборе прикрепляются к ступице или шпинделю поворотного кулака, где шина / колесо вращается, удерживаясь в устойчивой плоскости движения кулаком / подвеской в сборе.

10. Левый рычаг рулевой тяги:

Правая и левая поперечные рулевые тяги соединены друг с другом центральной тягой, которая также крепится к рычагу Питмана на рулевом механизме и рычагу холостого хода на стороне пассажира транспортного средства.

Реечное рулевое управление в настоящее время является наиболее распространенной из двух систем рулевой тяги.

Это компоненты системы рулевого управления.

Функция рулевого управления:

Функции рулевого управления:

Функция рулевого управления заключается в преобразовании вращательного движения рулевого колеса в руке водителя в угловой поворот передних колес на дороге.

Кроме того, система рулевого управления должна обеспечивать механическое преимущество перед поворотными кулаками передних колес, предлагая водителю легкий поворот передних колес с минимальными усилиями в любом желаемом направлении.

Система рулевого управления обеспечивает изменение направления движения автомобиля и поддерживает положение в соответствии с решением водителя без особой нагрузки на него.

Эта система преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое движение передних колес.Это умножает усилия водителя на механическое преимущество, позволяя ему легко поворачивать колеса.

Это функция рулевого управления.

Прочитав это, вы все захотите продолжить чтение о системе рулевого управления. У всех будут интересы в разных сферах. Тем, кому интересна эта тема, обязательно понравится продолжить читать о системе рулевого управления.

Типы автомобильного рулевого механизма — автомобильный

Рулевое управление также регулирует углы поворота колес по двум осям для определения их направленности.

Два традиционных механизма, которые используются до сих пор, — это реечный механизм и шариковое рулевое управление с рециркуляцией.

1. Стойка и шестерня

Реечное рулевое управление — наиболее распространенный тип механизма управления движением в легковых автомобилях, небольших грузовиках и внедорожниках.

Строительство

Комплект зубчатых колес Rack & Pinion заключен в металлическую трубку, причем каждый конец рейки направлен из трубки.
Штанга — тяговая или осевая штанга — соединяется с каждым концом стойки.
Ведущая шестерня прикреплена к рулевому валу.

Механизм

При повороте руля шестерня будет крутиться, сдвигая рейку. Рулевая тяга соединяется с рулевым рычагом, который прикреплен к шпинделю.

Назначение зубчатой передачи Rack & Pinion — преобразовать круговое движение рулевого колеса в поступательное. Он позволяет понижать передачи, облегчая поворот колес.

Два типа реечных рулевых систем:

Концевой отвод
Центральная взлетная

Рулевое управление с переменным передаточным числом

Подтип рулевого управления с реечной передачей — это рулевое управление с переменным передаточным числом.

Эта система рулевого управления имеет другой шаг зубьев в центре, чем на концах.

Это снижает чувствительность рулевого управления, когда рулевое колесо находится близко к своему центральному положению.

А при повороте в сторону блокировки колеса становятся более чувствительными к круговым движениям руля.

2. Шарик с рециркуляцией / Рулевой механизм

Рулевое управление с рециркуляцией шариков — это наиболее часто используемая система рулевого управления в тяжелых автомобилях.

Он работает на параллелограмме, в котором:

Рычаги Pitman и холостого хода остаются параллельными
Механизм поглощает большие ударные нагрузки и вибрации

Строительство

Рулевое колесо крепится к рулевому валу, на конце которого имеется стержень с резьбой.Стержень с резьбой фиксированный, в отличие от типа Rack & Pinion.
На поверхности блока обработаны зубья шестерни.
Резьба в штоке заполнена шарикоподшипниками.
Эти шарикоподшипники выполняют две функции: уменьшают трение и износ шестерни; Фиксация зубьев шестерни, чтобы предотвратить разрыв контакта друг с другом при изменении направления рулевого колеса.

Механизм

При вращении рулевого колеса шток поворачивается.
Когда колесо вращается, блок движется.
Блок перемещает другую шестерню, которая, в свою очередь, перемещает руку Питмана.
Шарикоподшипники в резьбе повторно циркулируют через шестерню при ее вращении.

СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ: ТРЕБОВАНИЯ, ТИПЫ, УСИЛИТЕЛЬ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Автомобильное рулевое управление является основой управления движением любого транспортного средства. Он состоит из всех компонентов, шарниров и рычагов, необходимых для передачи мощности от двигателя к колесам. Рулевое управление также регулирует углы поворота колес по двум осям для обеспечения их направленности.

ТРЕБОВАНИЯ К РУЛЕВОЙ СИСТЕМЕ

К системе рулевого управления предъявляются следующие требования.

Превосходная маневренность Когда автомобиль входит в поворот на узкой извилистой дороге, система рулевого управления должна иметь возможность резко, но легко и плавно поворачивать передние колеса.
Правильное усилие рулевого управления Если ничего не предпринять для предотвращения этого, усилие рулевого управления будет больше, когда автомобиль остановлен, и уменьшится по мере увеличения скорости автомобиля.Следовательно, для облегчения рулевого управления и лучшего ощущения дороги необходимо облегчить рулевое управление на низких скоростях и утяжелить на высоких скоростях.
Плавный подъем Во время поворота водитель должен крепко держать руль. Однако после завершения поворота восстановление, то есть возвращение колес в положение для движения по прямой, должно происходить плавно, поскольку водитель ослабляет силу, с которой он поворачивает рулевое колесо.
Минимальная передача удара от дорожного покрытия Не должно происходить потери управляемости рулевым колесом и передачи отдачи из-за неровностей дорожного покрытия.

КОМПОНЕНТЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Колесо Управляет рулевым управлением.
Рулевая колонка Соединяет рулевое колесо и рулевые механизмы.
Рулевые механизмы Преобразуйте крутящий момент рулевого управления и отклонение вращения от рулевого колеса,
Передайте их на колесо через рулевую тягу и заставьте автомобиль поворачиваться.
Тяга Рулевое соединение представляет собой комбинацию тяг и рычагов, которые передают движение рулевого механизма на левое и правое передние колеса.

ТИПЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Также есть два типа рулевого управления.

Зубчатая рейка
Шаровая рециркуляция

1. Рейка и шестерня

Строительство

Комплект зубчатых колес Rack & Pinion заключен в металлическую трубку, причем каждый конец рейки направлен из трубки.
Штанга — тяговая штанга или осевая штанга — соединяется с каждым концом стойки.
Ведущая шестерня прикреплена к рулевому валу.

Механизм

При повороте руля шестерня будет крутиться, сдвигая рейку. Рулевая тяга соединяется с рулевым рычагом, который прикреплен к шпинделю.
Назначение шестерни Rack & Pinion — преобразовать круговое движение рулевого колеса в поступательное. Он позволяет понижать передачи, облегчая поворот колес.

Два типа реечной системы рулевого управления:
1. Концевой вал
2. Центральный вал

Рулевое управление с переменным передаточным числом

Подтип рулевого управления с реечной передачей — это рулевое управление с переменным передаточным числом.
Эта система рулевого управления имеет другой шаг зубьев в центре, чем на концах.
Это снижает чувствительность рулевого управления, когда рулевое колесо находится близко к своему центральному положению.
И когда он повернут в сторону замка, колеса становятся более чувствительными к круговым движениям руля.

2. Шарик с рециркуляцией / Рулевой механизм

Рулевое управление с рециркуляцией шариков — это наиболее часто используемая система рулевого управления в тяжелых автомобилях.
Он работает на параллелограмме, в котором:

Рычаг Pitman & Idler остается параллельным
Механизм поглощает тяжелые ударные нагрузки и вибрации

Конструкция

Рулевое колесо крепится к рулевому валу, на конце которого имеется стержень с резьбой. Стержень с резьбой фиксированный, в отличие от типа Rack & Pinion.
На поверхности блока обработаны зубья шестерни.
Резьба в штоке заполнена шарикоподшипниками.
Эти шарикоподшипники выполняют две функции: уменьшают трение и износ шестерни; Фиксация зубьев шестерни, чтобы предотвратить разрыв контакта друг с другом при изменении направления рулевого колеса.

Механизм

При вращении рулевого колеса шток поворачивается.
Когда колесо вращается, блок движется.
Блок перемещает другую шестерню, которая, в свою очередь, перемещает руку Питмана.
Шариковые подшипники в резьбе повторно циркулируют в шестерне при ее вращении.

УСИЛИТЕЛЬ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Для повышения комфорта вождения большинство современных автомобилей имеют широкие шины
низкого давления, увеличивающие площадь контакта шины с дорогой. В результате этого требуется большее усилие на рулевое управление. Усилие рулевого управления можно уменьшить, увеличив передаточное число рулевого механизма. Однако это вызовет большее вращательное движение рулевого колеса
, когда автомобиль поворачивает, делая резкие повороты невозможными.
Следовательно, чтобы сохранить маневренность рулевого управления и в то же время небольшое усилие на рулевом колесе,
Стало необходимо какое-то вспомогательное устройство рулевого управления.
Другими словами, гидроусилитель руля, который в основном использовался на более крупных транспортных средствах,
Теперь он также используется на компактных легковых автомобилях.

Тип гидроусилителя
Различают гидроусилитель и электрический тип. В настоящее время гидроусилитель руля используется практически на всех моделях. Три основных компонента гидроусилителя рулевого управления — это лопастной насос, регулирующий клапан и силовой цилиндр.

Работа гидроусилителя руля

Система рулевого управления с гидроусилителем использует мощность двигателя для привода лопастного насоса, который создает гидравлическое давление. Когда рулевое колесо поворачивается, масляный контур переключается на регулирующем клапане. Когда давление масла прикладывается к силовому поршню в силовом цилиндре, мощность, необходимая для приведения в действие рулевого колеса, уменьшается. Необходимо периодически проверять отсутствие утечек жидкости рулевого управления с гидроусилителем.

Пластинчатый насос

Рулевое управление с гидроусилителем — это гидравлическое устройство, требующее очень высокого давления.Он использует мощность двигателя для привода лопастного насоса, который создает это гидравлическое давление. В этом насосе используются лопасти, поэтому это название используется для этого типа гидроусилителя руля.

РУЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

1. ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ

Телескопический рулевой механизм позволяет регулировать положение рулевого колеса вперед или назад в соответствии с позой водителя.

Конструкция
Телескопический механизм состоит из выдвижной трубы вала, двух клиновых фиксаторов, стопорного болта, телескопического рычага и т. Д.

Операция
Клиновые фиксаторы перемещаются вместе с работой телескопического рычага. Когда телескопический рычаг находится в положении блокировки, телескопический рычаг прижимает клиновые фиксаторы к трубе скользящего вала, блокируя трубу скользящего вала. С другой стороны, когда телескопический рычаг перемещается в свободное положение, между клиновыми фиксаторами и трубкой скользящего вала создается зазор, и рулевая колонка может регулироваться в прямом или обратном направлении.

2.РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ НАКЛОНА

Наклонный рулевой механизм позволяет выбирать положение рулевого колеса (в вертикальном направлении) в соответствии с позой водителя. Механизмы управления наклоном подразделяются на верхнюю и нижнюю оси. Здесь объясняется тип нижней точки опоры.

Конструкция
Рулевой механизм наклона состоит из пары стопоров рулевого механизма наклона, болта фиксатора наклона, отрывного кронштейна, рычага наклона и т. Д.

Эксплуатация
Стопоры рулевого управления наклона поворачиваются вместе с рычагом наклона.Когда рычаг наклона находится в положении блокировки, выступы стопоров рулевого управления наклона поднимаются, и стопоры прижимаются к отрывному кронштейну и приспособлению для наклона, блокируя отрывной кронштейн и приспособление для наклона. С другой стороны, когда рычаг наклона перемещается в свободное положение, разница в высоте стопоров рулевого управления наклона устраняется, и рулевую колонку можно регулировать в вертикальном направлении.

Реечная система с гидроусилителем

Несмотря на то, что на рынке используется несколько типов систем рулевого управления, два основных — это рулевое управление с рециркуляцией шариков, которое в основном используется для тяжелых автомобилей, грузовиков и больших внедорожников, а также реечное рулевое управление, которое обычно встречается на легковых автомобилях. грузовики и внедорожники.

Как работает реечное рулевое управление?

Реечное рулевое управление использует зубчатую передачу для преобразования кругового движения рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес. Он также обеспечивает понижающую передачу, поэтому колеса легче поворачивать.

Он работает путем заключения зубчатой рейки и шестерни в металлическую трубку, причем каждый конец рейки выступает из трубки и соединен с осевым стержнем. Ведущая шестерня прикреплена к рулевому валу так, что при повороте рулевого колеса шестерня вращается, перемещая рейку.Осевой стержень на каждом конце стойки соединяется с концом рулевой тяги, который прикреплен к шпинделю.

Реечное передаточное число

Большинству автомобилей требуется от трех до четырех полных оборотов рулевого колеса от упора до упора (от крайнего правого угла к крайнему левому). Передаточное отношение рулевого управления показывает, насколько повернуть рулевое колесо, чтобы колеса повернулись на определенную величину. Более высокое передаточное число означает, что вам нужно больше поворачивать рулевое колесо, чтобы повернуть колеса на определенную величину, а более низкие передаточные числа обеспечивают более быстрый отклик рулевого управления.

В некоторых автомобилях используется рулевое управление с переменным передаточным числом. В этой реечной системе рулевого управления используется другое количество зубьев на см (шаг зуба) в центре, чем на концах. В результате рулевое управление более чувствительно, когда оно повернуто в сторону блокировки, чем когда оно находится близко к своему центральному положению, что делает автомобиль более маневренным.

Существует два основных типа реечной системы рулевого управления:

Торцевой отбор — тяги крепятся к концу рулевой рейки через внутренние осевые тяги.
Центральный взлет — болты прикрепляют рулевые тяги к центру рулевой рейки.

Как реечное рулевое управление работает с гидроусилителем?

При подключении реечной системы к системе рулевого управления с гидроусилителем конструкция незначительно меняется. В стойку помещается цилиндр с поршнем посередине. По обеим сторонам поршня находится жидкость. Когда давление оказывается на жидкость с одной стороны поршня, это заставляет поршень двигаться, что поворачивает рейку и помогает рулевому управлению.

Распространенные проблемы рулевого управления с реечной передачей

Поскольку рулевое управление имеет важное значение для управления автомобилем, важно как можно быстрее диагностировать и устранять любые проблемы с рулевым управлением. Типичные проблемы с рулевым управлением включают:

Очень тугое рулевое колесо
Если становится все труднее поворачивать рулевое колесо, это признак того, что, вероятно, возникла проблема либо с рулевой рейкой, либо из-за отсутствия давления со стороны рулевого механизма с гидроусилителем. Решением может быть простое добавление жидкости для гидроусилителя руля, но лучше всего проверить это.
Утечка жидкости рулевого управления с гидроусилителем
Уровни жидкости рулевого управления с гидроусилителем только снижаются и приводят к жесткому рулевому управлению в случае утечки. Это не большая проблема, однако к последствиям, если оставить его слишком долго, можно привести перегрев рулевого редуктора и рулевой рейки или поломку шестерен. Рекомендуется исправить это, если это простая (и дешевая) задача. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о причинах этих утечек
Скрежет при рулевом управлении
Скрежет от вашего рулевого редуктора исходит от контакта металла с металлом, что свидетельствует об отсутствии смазки.Вы сможете отчетливо слышать это, когда повернете налево или направо. Попросите своего механика взглянуть на проблему, так как ваш рулевой редуктор может нуждаться в замене.
Запах горящего масла
Жидкость для гидроусилителя руля пахнет горящим маслом, поэтому, если вы чувствуете ее запах во время вождения, это признак того, что рулевой редуктор слишком горячий. Лучше всего остановить машину как можно скорее и решить проблему. Движение с перегретым рулевым механизмом может привести к возгоранию.