Устройство механизма рулевого управления автомобиля
Задача рулевого механизма состоит в том, чтобы изменять направление движения автомобиля. В большинстве автомобилей можно изменить лишь направление передних колес, но существуют современные модели, управление которыми происходит путем изменения направления всех четырех колес.
Система рулевого управления состоит из рулевого устройства и привода. В результате вращения рулевого колеса двигатель начинает поступательное движение. Затем управляемые колеса поворачиваются, и автомобиль меняет свое направление.
Устройство рулевого управления автомобиля
В ходе этого процесса изначальное движение водителя усиливается в несколько раз. Схема рулевого устройства показывает, какие детали и механизмы задействуются в процессе управления автомобилем. На современные автомобили и грузовые автомобили, предназначенные для перевозки больших грузов, дополнительно устанавливаются гидроусилители. Гидроусилители облегчают управление автомобилем и повышают безопасность движения.
Устройство рулевого управления
http://www.youtube.com/watch?v=UvJ7HMhf3Jw
Червячный тип рулевого механизма
Червячная передача рулевого управления
Это самый древний тип рулевого управления. Система состоит из картера со встроенным винтом, получившим название «червяк». «Червяк» напрямую соединяется с рулевым валом. Помимо винта, в системе присутствует еще один вал с роликом-сектором. Вращение руля приводит к вращению «червяка» и последующему вращению ролика-сектора. К ролику-сектору присоединена рулевая сошка, связанная посредством шарнирного управления с системой тяг.
В результате работы этой системы тяг управляемые колеса поворачиваются, и автомобиль изменяет направление движения. Червячный тип рулевого механизма имеет ряд недостатков. Во-первых, это большая потеря энергии за счет большого трения внутри механизма. Во-вторых, отсутствует жесткая связь между колесами и рулем. В-третьих, для того, чтобы изменить направление движения, нужно обернуть руль несколько раз, что не только выглядит несовременно, но и не соответствует существующим в мире стандартам управления. В настоящее время устройства червячного типа используются только в российских УАЗах, ВАЗах с задним приводом и ГАЗах.
Винтовой тип рулевого механизма
Рулевое управление автомобиля Волга ГАЗ 31105
- рулевой механизм;
- уплотнитель;
- карданный шарнир;
- рулевой вал;
- труба рулевой колонки;
- контактное кольцо;
- гайка;
- рулевое колесо;
- подшипник;
- рулевая сошка;
- шарнир наконечника боковой тяги;
- поворотный рычаг;
- стяжной хомут;
- регулировочная трубка;
- шарнир тяги сошки;
- боковая тяга;
- шарнир боковой тяги;
- тяга сошки;
- наконечник рулевой тяги;
- шарнир маятникового рычага;
- маятниковый рычаг;
- кронштейн маятникового рычага;
- резьбовая заглушка;
- коническая пружина;
- опорная пята;
- проушина тяги;
- корпус шарнира;
- пластмассовая распорная втулка;
- резиновый уплотнитель шарнира боковой тяги;
- проушина поворотного рычага или тяги сошки;
- шаровой палец;
- гайка пальца шарнира;
- шплинт резьбовой заглушки;
- пластмассовый сухарь;
- резиновый уплотнитель шарнира тяги сошки;
- металлическая распорная втулка;
- палец маятникового рычага;
- гайка пальца маятникового рычага;
- втулка;
- резиновая защитная втулка;
- резиновая защитная втулка.
Винтовой механизм по-другому называют «винт-шариковая гайка». Разрабатывая эту систему, конструкторы заменили «червяка» специальным винтом с присоединенной к нему шариковой гайкой. На внешней стороне гайки располагаются зубья, которые и входят в контакт с таким же, как и в предыдущей системе, роликом-сектором.
Для того чтобы уменьшить трение, разработчики предложили разместить между роликом-сектором и гайкой шариковые каналы. Благодаря такому решению удалось значительно уменьшить трение, увеличить отдачу и облегчить управление. Однако наличие все той же сложной системы тяг, большие размеры и неудобная форма винтового механизма привели к тому, что винтовая система была признана также неприспособленной к современным условиям. Однако некоторые известные автопроизводители до сих пор используют механизм «винт-шариковая гайка» при изготовлении машин с продольным двигателем. Подобные механизмы имеют автомобили Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero и другие.
Реечный тип рулевого механизма
Устройство рулевого управления автомобиля ваз 2108, ваз 2109, ваз 21099
- наконечник рулевой тяги;
- шаровой шарнир наконечника;
- поворотный рычаг;
- контргайка;
- тяга;
- внутренние наконечники рулевых тяг;
- болты крепления рулевых тяг к рейке;
- внутренние наконечники рулевых тяг;
- скоба крепления рулевого механизма;
- опора рулевого механизма;
- защитный чехол;
- соединительная пластина;
- стопорная пластина;
- сайлентблок;
- демпфирующее кольцо;
- опорная втулка рейки;
- рейка;
- картер рулевого механизма;
- стяжной болт муфты;
- нижний фланец эластичной муфты;
- верхняя часть облицовочного кожуха;
- демпфер;
- рулевое колесо;
- шариковый подшипник;
- вал рулевого управления;
- нижняя часть облицовочного кожуха;
- кронштейн крепления вала рулевого управления;
- защитный колпачок;
- роликовый подшипник;
- приводная шестерня;
- шариковый подшипник;
- стопорное кольцо;
- защитная шайба;
- уплотнительное кольцо;
- гайка подшипника;
- пыльник;
- уплотнительное кольцо упора;
- стопорное кольцо гайки упора;
- упор рейки;
- пружина;
- гайка упора;
- палец шарового шарнира;
- защитный колпачок;
- вкладыш шарового пальца;
А. метка на пыльнике;
В. метка на картере рулевого механизма;
С. поверхность шарового шарнира;
D. поверхность поворотного рычага
Реечная конструкция – самое распространенное устройство рулевого управления. Сила этой конструкции заключается в ее простоте. Этот простой и прогрессивный механизм используется при производстве 90% автомобилей. В основе устройства рулевой рейки лежит основной элемент – вал-рейка. Вал-рейка оснащена поперечными зубьями. На рулевом валу располагается шестерня, которая зацепляется за зубья рулевого вала и перемещает рейку.
Благодаря использованию этой системы удалось добиться минимизации количества шарнирных соединений и значительного сохранения энергии. Каждому колесу «полагается» по два шарнира и по одной тяге. Для сравнения: в системе «винт-шариковая гайка» колесу соответствует три тяги, в «червячном» механизме – пять тяг. Рулевая рейка обеспечила практически прямую связь между рулем и колесами, а значит, в несколько раз увеличила легкость управления автомобилем. Такое рулевое устройство автомобиля сделало возможным изменять направление движения минимальным количеством оборотов руля.
Еще одно преимущество реечной конструкции – размер и форма картера. При своем небольшом размере и продолговатой форме, картер способен разместиться в автомобиле где угодно. Автопроизводители размещают картер над двигателем, под двигателем, впереди или сзади, исходя из модели автомобиля. Реечный механизм позволил добиться практически мгновенной реакции колес на поворот руля. Эта система позволила создавать скоростные автомобили с современной, усовершенствованной системой управления.
Усилитель
Элементы гидроусилителя рулевого управления автомобиля Волга ГАЗ 31105
- кронштейн бачка;
- бачок;
- хомут крепления бачка;
- хомуты шлангов;
- сливной шланг (низкого давления);
- нагнетательный шланг (высокого давления);
- болт-штуцер;
- регулировочная гайка;
- рулевой механизм;
- верхняя крышка;
- регулировочный винт;
- карданный шарнир;
- уплотнитель;
- контргайка;
- рулевая сошка;
- кронштейн насоса;
- насос;
- ремень привода вспомогательных агрегатов;
- всасывающий шланг
Усилитель используется для облегчения управления. Благодаря усилителю, удается достичь большей точности управления, увеличить скорость передачи движения от руля к колесу. Автомобиль с усилителем управляется проще, легче, быстрее. Усилитель может быть электрическим, пневматическим или гидравлическим. В большинстве современных автомобилей используется гидравлический усилитель, получающий питание от электродвигателя.
Гидроусилитель состоит из поворотного клапана и лопастного насоса. За счет движения лопастного насоса гидравлическая энергия поступает в рулевой механизм. Насос работает за счет электрического двигателя автомобиля. Он перемещает гидравлическую жидкость. Величина давления регулируется при помощи встроенного в насос предохранительного клапана. Нетрудно догадаться, что чем больше скорость движения двигателя, тем большее количество жидкости поступает в насосный механизм.
Новые технологии
Устройство рулевого управления автомобиля
В последнее время автопроизводители стали выпускать модели с электрическим усилителем. Такие автомобили управляются «бортовым компьютером», то есть электронной системой, работающей в автоматическом режиме. Больше всего эта система напоминает компьютерную игру, в которой специальные датчики, установленные на руле, подают на центральный компьютер сведения обо всех изменениях и изменяют положение механизмов.
«Слабые звенья» рулевого управления
Как и любой другой механизм, рулевое управление время от времени ломается. Опытный водитель прислушивается к своему автомобилю и может определить наличие той или иной неисправности по характерным звукам.
Например, стуки или увеличение люфта рулевого колеса могут свидетельствовать о том, что в рулевом механизме ослаблено крепление картера, кронштейна маятникового рычага или рулевой сошки. Также это может быть признаком того, что шарниры рулевых тяг, передающая пара или втулка маятникового рычага пришли в негодность. Эти неисправности можно устранить при помощи нехитрых манипуляций: замены износившихся деталей, регулировки зацеплений или креплений.
В том случае, если при вращении руля ощущается чрезмерное сопротивление, можно говорить о том, что нарушилось соотношение углов установки передних колес или зацепление передающей пары. Также руль может туго двигаться при отсутствии смазки в картере. Следует устранить данные недостатки: долить смазку, сбалансировать углы установки, отрегулировать зацепление.
Профилактика
Чтобы устройство рулевого управления автомобиля служило долго, необходимо уделять внимание его профилактике. Тщательная проверка деталей и механизмов рулевого управления сможет уберечь от поломок, требующих длительного и дорогостоящего ремонта. Помимо профилактики, большое значение имеет стиль вождения.
http://www.youtube.com/watch?v=cRk_uYye3FY
Предупредить возникновение неисправностей может своевременное техническое обслуживание, включающее в себя диагностику состояния рулевого механизма и других важных деталей и элементов автомобиля.