Как рулевое колесо соединено с передними колесами
Перейти к содержимому

Как рулевое колесо соединено с передними колесами

  • автор:

Рулевое управление автомобиля

Знаете, как называется рулевое колесо у гоночного болида? Штурвал! А в наших автомобилях всего то – руль… Чувствуете разницу? Но оставим Шумахеру шумахерово, и поговорим что же такое рулевое управление, или рулевой механизм.

Система рулевого управления служит для управления автомобилем и обеспечения его движения в заданном направлении по команде водителя. Система включает в себя рулевой механизм и ру­левой привод. Что бы представить себе работу рулевых механизмов разных поколений, я разделю объяснение на три части, именно столько их насчитывается в автомобилестроении.

Червячный рулевой механизм

Свое название получил из-за системы привода рулевой колонки, а именно червячной шестерни. В состав рулевой системы входят:

• Руль (думается объяснять не надо?)

• Рулевой вал с крестовиной, представляет собой металлический стержень, у которого с одной стороны расположены шлицы для фиксации руля, а с другой внутренние шлицы для крепления к рулевой колонке. Полная фиксация производится стяжной муфтой, которая обжимает место стыка вала и «червяка» привода колонки. В месте изгиба вала устанавливается кардан, при помощи которого передается боковое усилие вращения.

• Рулевая колонка, устройство, собранное в одном литом корпусе, в состав которой входят червячная ведущая шестерня и ведомая. Ведомая шестерня соединена жестко с рулевой сошкой.

• Рулевые тяги, наконечники и «маятник», совокупность этих деталей соединённых между собой при помощи шаровых и резьбовых соединений.

Работа рулевого механизма выглядит следующим образом: при вращении рулевого колеса, усилие вращения передается на червячный механизм колонки, «червяк» вращает ведомую шестерню, которая в свою очередь приводит в действие рулевую сошку. Сошка соединена со средней рулевой тягой, второй конец тяги крепится к маятниковому рычагу. Рычаг устанавливается на опоре и жестко крепится к кузову автомобиля. От сошки и «маятника» отходят боковые тяги, которые при помощи обжимных муфт соединены с рулевыми наконечниками. Наконечники соединяются со ступицей. Рулевая сошка, поворачиваясь, передает усилие одновременно на боковую тягу и на средний рычаг. Средний рычаг приводит в действие вторую боковую тягу и ступицы поворачиваются, соответственно колеса тоже.

Такая система была распространена на старых моделях «Жигулей» и «BMW».

Реечный рулевой механизм

Самая распространенная система в настоящее время.
Основные узлы это:

• Рулевое колесо (руль)

• Рулевой вал (то же что и в червячном механизме)

• Рулевая рейка – это узел, состоящий из зубчатой рейки, в движение которую приводит рулевая шестерня. Собранная в одном корпусе, чаще из легкого сплава, крепится непосредственно к кузову авто. На концах зубчатой рейки изготовлены резьбовые отверстия для крепления рулевых тяг.

• Рулевые тяги представляют собой металлический стержень, с одного конца у которого резьба, а со второй, шарнирное шаровое устройство с резьбой.

• Рулевой наконечник, это корпус с шаровым шарниром и внутренней резьбой, для вкручивания рулевой тяги.

При вращении рулевого колеса, усилие передается на шестерню, которая приводит в действие рулевую рейку. Рейка «выезжает» из корпуса влево или вправо. Усилие передается на рулевой рычаг с наконечником. Наконечник вставлен в ступицу, которую и поворачивает в дальнейшем.

Для уменьшения усилия водителя при вращении рулевого колеса, в реечное рулевое устройство были введены усилители руля, на них остановимся более подробно

Усилитель руля является вспомогательным устройством для вращения рулевого колеса. Различают несколько типов усилителей руля. Это гидроусилитель, гидроэлектроусилитель, электроусилитель и пневмоусилитель.

1. Гидроусилитель состоит из гидравлического насоса, в действие который приводит двигатель, системы шлангов высокого давления, и бачка для жидкости. Корпус рейки выполнен герметически, так как в нем находится жидкость гидроусилителя. Принцип действия гидроусилителя следующий: насос нагнетает давление в системе, но если руль стоит на месте, то насос просто создает циркуляцию жидкости. Стоит только водителю начать поворачивать руль, как перекрывается циркуляция, и жидкость начинает давить на рейку, «помогая» водителю. Давление направлено в ту сторону, в которую вращается «баранка».

2. В гидроэлектроусилителе система точно такая же, только насос вращает электромотор.

3. В электроусилителе применяется так же электромотор, но соединяется он непосредственно с рейкой или с рулевым валом. Управляется электронным блоком управления. Электроусилитель еще называют адаптивным усилителем из-за возможности прикладывания разного усилия к вращению рулевого колеса, в зависимости от скорости движения. Известная система Servotronic.

4. Пневмоусилитель это близкая «родня» гидроусилителя, только жидкость заменена на сжатый воздух.

Активная рулевая система

Самая «продвинутая» система управления в настоящее время, в состав входит:

• Рулевая рейка с планетарным механизмом и электродвигателем
• Блок электронного управления
• Рулевые тяги, наконечники
• Рулевое колесо (ну а как же без него?)

Принцип работы рулевой системы чем-то напоминает работу АКПП. При вращении рулевого колеса, вращается планетарный механизм, который и приводит в действие рейку, но вот только передаточное число всегда разное, в зависимости от скорости движения автомобиля. Дело в том, что солнечную шестерню снаружи вращает электродвигатель, поэтому в зависимости от скорости вращения изменяется передаточное число. На небольшой скорости коэффициент передачи составляет единицу. Но при большем разгоне, когда малейшее движение руля может привести к негативным последствиям, включается электромотор, вращает солнечную шестерню, соответственно необходимо руль довернуть больше при повороте. На маленькой скорости автомобиля электродвигатель вращается в обратную сторону, создавая более комфортное управление.

Весь остальной процесс выглядит, как и у простой реечной системы.

Ничего не забыли? Забыли, конечно! Забыли еще одну систему – винтовую. Правда, эта система больше похожа на червячный механизм. Итак – на валу проточена винтовая резьба, по которой «ползает» своеобразная гайка, представляет собой зубчатую рейку с резьбой внутри. Зубья рейки приводят в действие рулевой сектор, в свою очередь он предает движение сошке, ну а дальше как в червячной системе. Для уменьшения трения, внутри «гайки» расположены шарики, которые «циркулируют» во время вращения.

Как рулевое колесо соединено с передними колесами

Рулевой привод

Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма управляемым колесам. Он состоит из тяг и рычагов, образуя так называемую рулевую трапецию. Длины плеч рычагов, входящих в эту трапецию, подобраны таким образом, чтобы обеспечивать правильное соотношение углов поворота передних колес автомобиля.

Конструкция рулевого привода зависит от типа передней подвески. При независимой подвеске передних колес поперечная рулевая тяга делается разрезной. Это необходимо для того, чтобы рулевой привод не ограничивал перемещение каждого из колес, подвешенных независимо одно от другого.

При зависимой подвеске передних колес, применяемой на отечественных грузовых автомобилях, рулевой привод имеет продольную и поперечную рулевые тяги, соединенные с поворотными рычагами. Продольная тяга заканчивается впереди наконечником, в котором размещается шаровой шарнир для крепления с поворотным рычагом левой цапфы. Задний конец продольной тяги несколько уширен и имеет шарнирное соединение с сошкой руля.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:

Шаровой наконечник сошки зажат между двумя вкладышами с регулировочными шайбами и регулирующей пробкой для устранения повышенного зазора, полученного в результате износа. Поперечная тяга имеет по концам наконечники с верхним и нижним расположением вкладышей, которые удерживают шаровые пальцы поворотных рычагов.

Шаровые пальцы защищены от попадания грязи резиновыми чехлами. Вкладыши поджимаются пружиной. Для крепления наконечников тяга имеет с одной стороны правую, а с другой левую резьбу, что позволяет легко изменять длину тяги при необходимости регулировки схождения передних колес. Наконечники фиксируются зажимами с болтами.

У легковых автомобилей с независимой подвеской передних колес применяется расчлененная рулевая трапеция. Рулевой привод выполняется многозвеньевым с шаровыми шарнирами, обеспечивающими свободное перемещение правого и левого передних колес, независимо одно от другого.

Такой привод у автомобиля ГАЗ -24 «Волга» состоит из двух поворотных рычагов, жестко связанных с цапфами передних колес, тяги 6, шарнирно соединяющей рулевую сошку с маятниковым рычагом, и боковых тяг, связывающих сошку и гягу с поворотными рычагами. Регулировочные трубки, установленные на боковых тягах, позволяют изменять их длину и тем самым регулировать величину схождения колес.

Соединение тяги с маятниковым рычагом обеспечивает ее перемещение в строго определенных пределах. Маятниковый рычаг закрепляется в кронштейне, установленном на переднем подрамнике.

Сочленения рулевых тяг имеют шаровые шарниры, необходимые для смягчения ударов, воспринимаемых тягами, а также для компенсации износов шарнирных сочленений.

Сферическая поверхность пальца опирается на опорную пяту, которая прижимается к ней пружиной. Сверху палец опирается на сферический вкладыш и имеет защитное уплотнение, предохраняющее шарнир от попадания в него грязи. Наличие пружины делает сочленение самоподтягивающимся, не требующим регулировки в эксплуатации, до наступления определенного износа.

У автомобилей ВАЗ рулевой привод многозвеньевой с шаровыми шарнирами, обеспечивающими свободное вертикальное перемещение правого и левого передних колес, имеющих независимую подвеску

Рулевая сошка соединена с боковой тягой левого колеса и со средней тягой, соединенной также с тягой левого колеса.

Чтобы обеспечить перемещение средней тяги в строго определенных пределах, она шарнирно соединена с маятниковым рычагом, закрепленным в кронштейне на правом лонжероне подмоторной рамы.

Все шарнирные соединения рулевых тяг имеют пальцы со сферическими головками. Эти головки поворачиваются в сферических вкладышах, изготовленных из полиуретана — очень износостойкого полимерного материала, обладающего достаточной упругостью.

Вкладыш прижимается к сферической поверхности пальца пружиной, обеспечивающей беззазорное сочленение даже при наличии некоторого износа трущихся поверхностей. Внутренняя полость сферического шарнира заполнена долговечной смазкой, не меняемой в пределах всего срока службы шарнира.

Однако для сохранности смазки шарнир должен быть хорошо защищен от попадания в него пыли и грязи, а также от утечки смазки. С этой целью шарниры закрыты снаружи резинометаллическими чехлами, целость которых является основной гарантией сохранности смазки.

С введением шаровых шарниров отпадает необходимость в принудительной смазке и все сочленения рулевого привода не имеют масленок.

Рулевая трапеция может быть задней или передней, т. е. с поперечной рулевой тягой, расположенной сзади передней оси или перед ней. Различают единую трапецию, применяемую при зависимой подвеске колес, и расчлененную, используемую при независимой подвеске. Сошка может качаться по дуге окружности, расположенной в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля, или в плоскости, параллельной передней оси. В последнем случае продольная тяга отсутствует, а сила от сошки передается через поперечные рулевые тяги поворотным кулакам. Типичным во всех случаях является крепление сошки на валу при помощи конуса, треугольных шлиц и гайки.

При движении автомобиля по неровной дороге на детали рулевого привода (сошку, продольную и поперечную рулевые тяги, рулевые рычаги) действуют большие нагрузки. В связи с этим в рулевой привод вводят пружины для смягчения толчков и устройства для автоматического устранения зазоров, возникающих при износе деталей. Поперечная рулевая тяга представляет собой трубку с левой резьбой на одном конце и правой на другом для навинчивания наконечников крепления шаровых шарниров. Вследствие этого можно изменять расстояние между шарнирами при регулировании схождения управляемых колес.

На автомобиле ГАЗ -63А применены унифицированные продольные и поперечные рулевые тяги. В продольной тяге в наконечники, приваренные к трубе, установлены сменные вкладыши, сухарь и полусферический палец, опирающийся на пяту. Пяту поджимает коническая пружина, опорой которой служит крышка, закрепляемая стопорным кольцом. С другой стороны наконечника на палец шарнира с небольшим натягом надет резиновый колпак, закрепленный обоймой на наконечнике. Стальное кольцо, завулканизированное в колпак, обеспечивает его уплотнение при старении резины. Через масленку смазывают шарнир.

У поперечной тяги наконечники левой и правой резьбой соединены с трубой, имеющей на концах соответствующую резьбу и продольные разрезы. После соединения с наконечниками концы трубчатой тяги, имеющие продольные разрезы, стягивают хомутами, причем болты крепления хомутов располагают со стороны прорезей.

Один из сухарей шарнирного соединения шарового кольца с продольной рулевой тягой автомобиля ЗИЛ -130 представляет собой жесткую опору, а другой опирается на пружину с ограничителем. Внешний сухарь прижат к шаровому шарниру резьбовой пробкой. Пружины в. наконечниках продольной рулевой тяги поставлены так, чтобы смягчались удары, передающиеся через тягу в обе стороны.

При независимой подвеске управляемых колес соединение их поворотных кулаков жесткой поперечной тягой нарушило бы возможность независимого перемещения колес; поэтому поперечная рулевая тяга выполнена из двух или из трех шарнирно-связанных частей, позволяющих колесам перемещаться независимо одно от другого.

У автомобиля ГАЗ -24 «Волга» задняя рулевая трапеция расчленена и состоит из боковых тяг, поперечной тяги, сошки, маятникового рычага и рычагов поворотных кулаков. Размеры боковых тяг регулируют при помощи регулировочных трубок. Трубка имеет продольный разрёз, и после регулировки ее зажимают с двух сторон хомутами при помощи болтов. Шарниры тяг с полусферическими пальцами саморегулирующиеся, разборные. Смазку закладывают при сборке на заводе, и регулярного пополнения она не требует.

Рулевая трапеция может быть задней или передней, т. е. с поперечной рулевой тягой, расположенной сзади передней оси или перед ней. Кроме того, различают цельную трапецию, применяемую при зависимой подвеске колес, и расчлененную, используемую при независимой подвеске. Рулевая сошка может качаться по дуге окружности, расположенной в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля, или в плоскости, параллельной передней оси. В последнем случае продольная тяга отсутствует, а усилие от сошки передается через поперечные рулевые тяги поворотным цапфам.

Рис. 5. Шарнирные соединения рулевых тяг:
а — продольная рулевая тяга автомобиля ЗИЛ -130; б — шаровые шарниры поперечной рулевой тяги автомобиля ЗИЛ -130; в — шарнир поперечной рулевой тяги автомобиля ГАЗ -53Ф: 1 — гайка; 2 и 17 — шаровые пальцы; 3 — сальник; 4 и ю — пробки; 5 — сухари; 6 — пружина; 7 — ограничитель пружины; 8 и 18 — масленки; 9 и 12 — концевые утолщения тяги; 11 — продольная рулевая тяга; 13 — рычаг поворотной цапфы; 14, 19 и 27 — пружины; 15 и 23 — сухари; 1в и 24 — наконечники поперечной рулевой тяги; 20 — резиновый сальник; 21 — палец; 22 — отражатель; 25 — шайба; 26 — стопорное кольцо; 28 — пята; 29 — стопор

Типичным во всех случаях является крепление рулевой сошки на валу с помощью конуса, треугольных шлицев и гайки.

При движении автомобиля по неровной дороге на деталях рулевого привода (рулевая сошка, продольная и поперечная рулевые тяги, рулевые рычаги) возникают большие нагрузки. В связи с этим в конструкции рулевого привода очень важны надежность крепления деталей и автоматическое устранение зазоров, возникающих при износе деталей.

На рис. 5, а показана продольная рулевая тяга автомобиля ЗИЛ -130, представляющая собой трубу с утолщениям на концах для шаровых пальцев, сошки и рычага цапфы. Для шаровых пальцев в трубе имеются отверстия специальной формы. Пальцы шарниров сошки и рычага имеют шаровые головки, охватываемые сухарями со сферическими выемками. Один из сухарей представляет собой жесткую опору, а другой опирается на пружину с ограничителем. Смазка к шарнирам подводится через масленки. Внешние сухари прижимаются к шаровым шарнирам пробками. Пробки ввертываются на резьбе и шплинтуются.

Пружины смягчают толчки, воспринимаемые колесами и передающиеся на рулевую сошку, и устраняют зазор, образующийся при износе шарового шарнира. Ограничители ограничивают величину максимальной деформации пружины и обеспечивают работу сочленения при поломке пружины. Пружины в наконечниках продольной рулевой тяги поставлены так, чтобы смягчались удары, передающиеся через тягу в обе стороны.

Шаровой палец крепится к рычагу цапфы гайкой. От вытекания смазки и попадания грязи шарниры защищены сальниками.

Поперечная рулевая тяга также представляет собой трубку и имеет на одном конце левую, а на другом пра;вую нарезку для навинчивания наконечников крепления шаровых шарниров, чем достигается возможность изменения расстояния между шарнирами при регулировании схождения управляемых колес. В шарнирных соединениях поперечной рулевой тяги в отличие от продольной амортизирующие пружины не ставятся, чтобы избежать возникновения колебательных движений управляемых колес. В наконечники поперечной тяги устанавливают саморегулирующиеся шарниры.

Шаровые пальцы рычагов поворотных цапф зажимаются в наконечниках поперечной рулевой тяги между двумя сухарями. Сухари имеют форму выгнутых клиньев, и шаровые пальцы располагаются эксцентрично по отношению к гнездам сухарей. Концы пружины вставлены в отверстия на утолщенных концах сухарей. При износе шарового сочленения пружина, стремясь разжаться, зажимает головку шарового пальца между сухарями, в результате в соединении устраняется зазор. Пружина удерживается в гнезде ввернутой в него пробкой. С противоположной стороны отверстие закрывается поджимаемым пружиной резиновым сальником с жестяным кожухом. Таким образом, палец в шарнире не может перемещаться вдоль оси тяги, что устраняет возможность колебания управляемых колес. Смазка в шарнир подается через масленку.

В наконечнике поперечной рулевой тяги автомобиля ГАЗ -53А пружина, опираясь на шайбу, закрепленную стопорным кольцом, прижимает пяту к шаровому наконечнику пальца. Это шарнирное соединение также является саморегулирующимся. Головка пальца входит в коническое отверстие сухаря. Под действием пружины палец перемедается в осевом направлении, вследствие чего устраняется зазор, получающийся при износе трущихся поверхностей. Уплотнение шарнира осуществляется резиновой накладкой в металлической обойме, прикрытой отражателем. Стопор удерживает сухарь от проворачивания.

При независимой подвеске управляемых колес соединение их поворотных цапф жесткой поперечной тягой нарушило бы возможность независимого перемещения колес; поэтому поперечная рулевая тяга делается из двух или трех шарнирно связанных частей, позволяющих колесам перемещаться независимо друг от друга.

На рис. 6 показана схема рулевого привода автомобиля М-21 «Волга». Рулевая сошка связана с поворотными цапфами передних колес через тяги 4,2 ж 6 ж поворотные рычаги. Правый конец тяги имеет опору на маятниковом рычаге.

Вертикальные перемещения колес не передаются друг другу, так как тяга 6 может качаться вокруг шарового шарнира Б рулевой сошки, а тяга — вокруг шарового шарнира А маятникового рычага.

Рис. 6. Схема рулевого привода при независимой подвеске колес автомобиля М-21 «Волга»:

Рис. 7. Шарнирные соединения рулевых тяг автомобиля М-21 «Волга»

Верхний конец маятникового рычага резьбовыми втулками закреплен в кронштейне на оси. Шаровые шарниры саморегулирующиеся.

На рис. 7 изображены шарниры рулевой трапеции автомобиля М-21 «Волга».

Палец шарнира имеет рабочую шаровую поверхность, которой он опирается на внутреннюю шаровую поверхность сухаря, запрессованного в корпус головки тяги. Шаровые поверхности пальца и сухаря прижимаются друг к другу конической пружиной через опорную пяту. Выступы а на опорной пяте ограничивают возможность качания шарового пальца в плоскости, перпендикулярной продольной оси тяги. Плоское пружинное стопорное кольцо запирает заглушку, закрывающую снизу корпус. Шарнир смазывается через масленку густой консистентной смазкой. В отверстие для масленки входит усик, фиксирующий в определенном положении пяту в шарнире, благодаря чему обеспечивается взаимно правильное положение головок тяг и шаровых пальцев. Усики опорных пят и отверстия для масленок смещены у правого шарнира на 45° влево, а у левого — вправо. В остальном конструкция шарниров одинакова.

Подобное же устройство имеют рулевые приводы и других отечественных легковых автомобилей.

От рулевого механизма усилие, поворачивающее передние колеса, передается через рулевой привод. Рулевой привод выполнен в виде трапеции, состоящей из рычагов поворотных цапф, продольных и поперечных рулевых тяг.

Поперечная рулевая тяга, представляющая собой полую штангу, соединяет между собой рычаги левой и правой поворотных цапф. Для соединения штанги с рычагами используют наконечники со сферическими сухарями, которые удерживают шаровые пальцы поворотных рычагов. Наконечник навертывают на конец тяги. Один конец тяги имеет правую, а другой — левую резьбу. Шаровой палец зажат между малым и большим сухарями. Большой сухарь поджимается пружиной, опорой для которой служит пята, установленная на резьбе в корпусе наконечника. Наличие пружины делает сочленение самоподтягивающимся, не требующим регулировки в эксплуатации. Кроме того, благодаря упругости пружины смягчаются ударные нагрузки на рулевое управление от передних колес.

Рис. 8. Поперечная рулевая тяга автомобиля МАЗ -500А:
1 — сальник пальца: 2 — пружина сальника; 3 — обойма: 4 — правый наконечник 5 — поперечная тяга: 6 — опорная пята; 7 — пружина сухаря; 8 — большей сухарь пальца; 9 — шаровой палец; 10 — малый сухарь пальца; 11 — левый наконечник

Для удержания смазки и защиты шарового сочленения от попадания грязи выходное отверстие шейки пальца уплотнено резиновым сальником, заключенным в металлическую обойму и поджимаемым пружиной. Смазку в шаровое сочленение вводят через пресс-масленку. Каждый наконечник фиксируется на поперечной тяге зажимом с двумя болтами.

Чтобы ограничить максимальный поворот колес, на рычагах поворотных цапф устанавливают упорные болты, которые при достижении максимального угла поворота упирается в выступы балки передней оси и не допускают задевания подвижных деталей за раму.

Максимальные углы поворота правого и левого колес при повороте в ту или другую сторону у автомобилей МАЗ составляют 38°. У автомобиля КамАЭ-5320 максимальный угол поворота колес в наружную сторону (по отношению к центру поворота) равен 35°, а во внутреннюю 45°.

5.3. Устройство и работа рулевого управления

Рулевое управление служит для поворота передних колес автомобиля во время его движения и состоит из рулевого привода и рулевого механизма. Для того чтобы движение колес автомобиля на повороте происходило без бокового скольжения, управляемые колеса должны поворачиваться на различные углы: внутреннее колесо на больший угол, а внешнее – на меньший.

Рулевой механизм служит для преобразования вращательного движения рулевого колеса в поступательное прямолинейное движение, передаваемое колесам. Для прямолинейного движения нужно преобразовать вращательное движение рулевого колеса в качание рулевой сошки или создать возвратно-поступательное движение рейки рулевого механизма. Помимо этого, рулевой механизм обеспечивает понижающее передаточное число, благодаря которому уменьшается усилие, прикладываемое водителем для управления колесами. Это особенно важно, когда автомобиль неподвижен или медленно двигается и вращение руля максимально затруднено.

Соотношение между углом поворота рулевого колеса и углом поворота колес называется передаточным числом рулевого управления. Передаточные числа могут быть постоянными и переменными. Рулевое управление с постоянным передаточным числом именуется «линейным». При линейном рулевом управлении поворот рулевого колеса на фиксированное количество градусов перемещает управляемые колеса на пропорциональный угол, зависящий от передаточного числа, при любом положении рулевого управления.

Рулевое управление с переменным передаточным числом именуется «пропорциональным». При пропорциональном рулевом управлении передаточное число изменяется с каждым поворотом рулевого колеса. Как правило, по мере увеличения угла поворота рулевого колеса скорость изменения угла поворота колес увеличивается. Передаточное число – это угол поворота рулевого колеса, деленный на угол поворота колес.

Обычно понижающее передаточное число рулевого управления находится в пределах от 14:1 до 22:1. При передаточных числах от 14:1 до 18:1, как правило, требуется усилитель рулевого управления. Для перемещения колес между предельными положениями требуется повернуть рулевое колесо на 3–4 полных оборота. Рулевой механизм должен быть достаточно прочным и выдерживать разные нагрузки, которым он подвергается в различных условиях движения. Водитель не должен ощущать через рулевое колесо толчки, сопровождающие движение.

5.3.1. Рулевые механизмы

Существует несколько различных вариантов конструкций рулевых механизмов, но основных типов два:

• рулевые механизмы с вращательным движением (рис. 5.26);

Рис. 5.26. Рулевой механизм с вращательным движением

• рулевые механизмы со скользящим движением (рис. 5.27).

Рис. 5.27. Рулевой механизм со скользящим движением

Рулевые механизмы с вращательным движением

Рулевые механизмы с вращательным движением имеют различные конструкции:

• шариковинтовой рулевой механизм;

• рулевой механизм типа «винт-гайка» с кольцами-ползунами;

• червячно-секторный рулевой механизм;

• червячно-роликовый рулевой механизм;

• рулевой механизм с червяком и роликовым пальцем.

На рис. 5.28 изображен шариковинтовой рулевой механизм. В нем используется несколько шариков, которые циркулируют в «дорожках», образованных канавками, имеющимися в рулевой гайке и на рулевом валу. При вращении рулевого вала шарики катятся по «дорожкам» и заставляют рулевую гайку перемещаться вверх или вниз по рулевому валу. Рулевую сошку вращает зубчатый сектор, который находится в зацеплении с зубьями на рулевой гайке.

Рис. 5.28. Шариковинтовой рулевой механизм

Передаточное число в этом рулевом механизме постоянное. Шарики снижают трение между подвижными элементами, поэтому рулевой механизм этого типа практически не подвержен износу. Повышенный люфт в рулевом механизме, как правило, можно устранить путем регулировки положения рулевого вала.

На рис. 5.29 изображен рулевой механизм с червяком и роликовым пальцем. В его конструкции используется цилиндрический червяк с неравномерным шагом. При вращении червяка конический палец перемещается в осевом направлении вдоль червяка. Рулевая сошка закреплена на соответствующем валу, соединенным с пальцем, и может поворачиваться на 70°. Износ рабочих элементов этого механизма относительно низкий, люфт в рулевом вале и между пальцем и червяком регулируется. Передаточное число рулевого механизма с червяком и роликовым пальцем пропорционально изменяется вследствие неравномерного шага червяка.

Рис. 5.29. Рулевой механизм с червяком и роликовым пальцем

Червячно-секторный рулевой механизм представлен на рис. 5.30.

Рис. 5.30. Червячно-секторный рулевой механизм

В рулевом механизме этого типа на конце рулевого вала предусмотрен цилиндрический червяк, который перемещает зубчатый сектор. Преимущество червячного рулевого механизма заключается в том, что можно легко добиться высокого передаточного числа – до 22:1. Зубчатый сектор находится в постоянном зацеплении с червяком, любой поворот рулевого вала вызывает поворот зубчатого сектора. Рулевая сошка закреплена на зубчатом секторе и может поворачиваться на 70°. Износ рулевого механизма этого типа относительно высокий из-за трения скольжения рабочих элементов. Недостаток червячно-секторного рулевого механизма состоит в том, что водителю требуется прикладывать к рулевому колесу значительное усилие.

На рис. 5.31 изображен рулевой механизм типа «винт-гайка» с кольцами-ползунами.

Рис. 5.31. Рулевой механизм типа «винт-гайка» с кольцами-ползунами

По принципу действия этот механизм аналогичен рулевому механизму с циркуляцией шариков. Кольца-ползуны, расположенные сбоку от рулевой гайки, передают перемещение гайки к рулевой вилке. Рулевая сошка, установленная на вал сошки, который находится на рулевой вилке, поворачивается на 90°. Износ рулевого механизма этого типа, вызываемый трением, как правило, высокий. Передаточное число постоянное.

Рис. 5.32 представляет червячно-роликовый рулевой механизм.

Рис. 5.32. Червячно-роликовый рулевой механизм

В этом рулевом механизме для передачи движения от червяка вместо зубчатого сектора используется ролик. Червяк в этом рулевом механизме сводится на конус в направлении к центру и принимает форму, напоминающую песочные часы (глобоидную). Преимущество этой формы червяка в том, что она позволяет ролику поворачиваться относительно своего центра, и это уменьшает размер рулевого механизма. Рулевая сошка прикреплена к валу ролика и может поворачиваться на 90°. Передаточное число остается постоянным. Повышенный люфт можно устранить, отрегулировав положение рулевого вала.

Рулевой механизм со скольжением

На рис. 5.33 изображен рулевой механизм с постоянным шагом зубьев – наиболее распространенный тип рулевого механизма, применяемый в современных автомобилях.

Рис. 5.33. Рулевой механизм с постоянным шагом зубьев

В реечных рулевых механизмах для создания линейного перемещения рейки используется вращающаяся шестерня. Зубья шестерни находятся в постоянном зацеплении с зубьями рейки, и любое перемещение вала рулевой колонки вызывает поперечное перемещение рулевой рейки. Перемещение рейки напрямую передается к рулевым тягам, установленным на обоих концах рейки. Шаровые шарниры, расположенные между рейкой и рулевыми тягами, обеспечивают возможность независимого вертикального перемещения рулевых тяг. Рейка удерживается в зацеплении с шестерней с помощью подпружиненной прижимной колодки, которая регулирует любой зазор между зубьями. Трение скольжения между рейкой и шестерней осуществляет амортизирующее действие и поглощает толчки, возникающие при движении.

В числе преимуществ реечного рулевого механизма – прямое рулевое управление. Передаточное число постоянное.

На рис. 5.34 изображена рейка рулевого механизма с переменным шагом зубьев. Для наглядности корпус и шестерня рулевого механизма не показаны.

Рис. 5.34. Рейка рулевого механизма с переменным шагом зубьев

Реечный рулевой механизм с переменным шагом зубьев работает так же, как и описанный выше реечный рулевой механизм с постоянным шагом. В центре рейки шаг зубьев больше, чем на краях. Переменный шаг дает возможность увеличивать передаточное число рулевого управления по мере вращения шестерни. Зубья в центре рейки обеспечивают большее перемещение рейки при каждом повороте шестерни, для чего требуется относительно большое усилие. Зубья на концах рейки обеспечивают меньшее перемещение рейки, для чего требуется относительно небольшое усилие водителя. Для устранения этого недостатка на современных автомобилях устанавливаются усилители рулевого управления. Фактически в этой системе, чем больше поворачивается рулевое колесо, тем меньше усилие. При движении по прямой рулевое управление тяжелее, чем при повороте рулевого колеса в предельное положение – это облегчает маневрирование и парковку.

В реечном рулевом механизме с переменным шагом предусмотрено пропорционально возрастающее передаточное число.

На рис. 5.35 (см. также на цветной вклейке рис. ЦВ 5.35) изображена типовая гидравлическая система усилителя рулевого управления, оснащенная жидкостным насосом, который служит для подачи рабочей жидкости под давлением в гидравлический контур. Насос может иметь электрический привод и находиться в бачке усилителя рулевого управления или иметь механический привод от двигателя.

Рис. 5.35. Гидравлическая система усилителя рулевого управления

Механические насосы, как правило, снабжены отдельным бачком для рабочей жидкости. Рабочая жидкость под давлением, созданным насосом, поступает в золотниковый распределительный клапан в рулевом механизме. Когда рулевой вал находится в прямолинейном положении, рабочая жидкость проходит через золотниковый распределительный клапан и возвращается в бачок. При повороте рулевого колеса золотниковый распределительный клапан направляет рабочую жидкость на соответствующую сторону поршня, который располагается в цилиндре на конце реечного рулевого механизма. Тяга, присоединенная к поршню, соединена с рейкой, и любое давление рабочей жидкости, воздействующее на поршень, способствует перемещению рейки. Рабочая жидкость с обратной стороны возвращается в бачок через золотниковый распределительный клапан. При повороте рулевого колеса в другом направлении происходит противоположный процесс. Если усилитель рулевого управления выходит из строя, сохраняется механическое действие рулевого механизма, но при этом придется прикладывать гораздо большее усилие.

5.3.2. Рулевой привод

Рулевой привод служит для передачи усилия водителя через рулевое колесо к управляемым колесам автомобиля. Рулевой механизм преобразует вращательное движение рулевого колеса в прямолинейное движение, которое тянет тяги рулевого привода. Преобразованное движение передается от рулевого механизма к рулевому приводу. Шаровые шарниры на концах продольных и поперечных рулевых тяг обеспечивают возможность любых поворотных и вращательных перемещений в приводе. Компоновка и количество поперечных рулевых тяг в рулевом приводе зависит от конструкции моста и подвески.

Варианты компоновки приводов рулевого механизма

Простейшая конструкция рулевого привода – это односекционная поперечная рулевая тяга, перемещаемая рулевой сошкой (рис. 5.36). Рулевая сошка толкает или тянет продольную рулевую тягу для перемещения рычага, который соединен с поворотным шарниром на поворотном кулаке. Поперечная рулевая тяга соединяет оба поворотных шарнира на поворотных кулаках передних колес автомобиля. Любое перемещение одного из поворотных шарниров передается через рулевую тягу к шарниру на противоположном поворотном кулаке.

Рис. 5.36. Рулевой привод с односекционной рулевой тягой

Рулевой привод этого типа, как правило, применяется в автомобилях с жестким мостом, в которых расстояние между рычагами поворотных кулаков не изменяется. Для соединения продольной рулевой тяги с рычагами поворотных кулаков служат шаровые шарниры.

На рис. 5.37 изображен доработанный вариант односекционной рулевой тяги – рулевой привод с двухсекционной рулевой тягой, перемещаемой рулевой сошкой. Рулевая сошка тянет или толкает две отдельные рулевые тяги, которые соединены с рычагами поворотных кулаков посредством шаровых шарниров. Перемещение рулевых тяг поворачивает поворотные шарниры на поворотных кулаках. Рулевой привод этого типа, как правило, применяется в автомобилях с независимой подвеской, в которой поворотные шарниры могут перемещаться один независимо от другого.

Рис. 5.37. Рулевой привод с двухсекционной рулевой тягой

Рулевой привод с трехсекционной рулевой тягой, перемещаемой рулевой сошкой, представлен на рис. 5.38. В этой рулевой тяге предусмотрен маятниковый рычаг, который передает движение рулевого управления к противоположной стороне автомобиля. Рулевой привод этого типа применяют в автомобилях с независимой подвеской, но у этого варианта конструкции высокая стоимость.

Рис. 5.38. Рулевой привод с трехсекционной рулевой тягой

Трехсекционная рулевая тяга обеспечивает самую высокую степень точности и максимальный контроль над рулевым управлением. При движении автомобиля по неровной дороге толчки передаются через рулевой привод и механизм рулевого управления водителю. Для смягчения этих толчков на рулевой привод устанавливают амортизатор. Амортизаторы рулевого управления могут быть встроены в рулевой привод любого типа (рис. 5.39), но в автомобилях с реечным рулевым механизмом их применяют не часто. Амортизатор рулевого управления помогает противодействовать повышению усилий на рулевом колесе и непреднамеренному перемещению рулевого колеса.

Рис. 5.39. Амортизаторы рулевого управления

На рис. 5.40 изображены рулевые приводы с двухсекционными рулевыми тягами перемещаемой рейки. В реечной системе рулевого управления для передачи рулевого воздействия к поворотным кулакам используются две рулевые тяги.

Рис. 5.40. Рулевые приводы с двухсекционными рулевыми тягами

Существуют также рулевые рейки для соединения с поворотными кулаками. В них применяются рулевые привода похожей конструкции. Прямолинейное перемещение рулевой рейки передается через шаровой шарнир на рулевые тяги.

5.3.3. Диагностика и техническое обслуживание передней, задней подвески и рулевого управления

Неисправности и способы их устранения

Величина свободного хода рулевого колеса указана в инструкции по эксплуатации автомобиля. Увеличенный свободный ход обнаруживается покачиванием рулевого колеса. Причин для его возникновения может быть несколько:

• ослабление затяжки гаек крепления шаровых шарниров рулевых тяг;

• увеличенный зазор шаровых шарниров рулевых тяг;

• увеличенный зазор шаровых шарниров рычагов передней подвески;

• люфт в результате износа передних ступичных подшипников;

• люфт в результате износа зубьев рулевого механизма;

• люфт в упругой муфте, соединяющей рулевой механизм с валом рулевого колеса;

• люфт в подшипниках рулевого вала рулевого колеса.

Для устранения неисправности необходимо проверить затяжку всех креплений и произвести замену изношенных деталей.

Шум (стуки) в рулевом управлении могут вызвать следующие причины:

• ослабление гаек крепления шаровых шарниров рулевых тяг;

• увеличение зазора между упором рейки и гайкой;

• ослабление гаек крепления рулевого механизма, а также все вышеперечисленные неисправности.

Тугое вращение рулевого колеса:

• повреждение подшипника верхней опоры вала рулевого колеса;

• понижение давления воздуха в шинах передних колес;

• повреждение деталей телескопической стойки и подвески колес;

• нарушение работы насоса рулевого гидроусилителя;

• попадание посторонних частиц в гидросистему рулевого управления;

• повышенный уровень масла в бачке насоса рулевого управления;

• износ или повреждение манжет рулевого механизма и насоса;

• износ шлангов гидросистемы.

Для устранения неисправностей необходимо проверить затяжку всех креплений и произвести замену изношенных узлов и деталей, а также проверить уровень жидкости гидроусилителя рулевого управления и заменить изношенные и поврежденные детали гидроусилителя.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Работа на поприще СТК

Работа на поприще СТК Этим «Посмотрим» заканчивается мой дневник, дальше записей я не вёл по причине какой-то беспросветной перспективы создания танка, принципиально ничего не менялось и работы продолжались в том же духе, что и в 1989 г.После избрания меня председателем

2.2. Устройство и работа

2.2. Устройство и работа Бензиновый двигатель – это двигатель с возвратно-поступательным движением поршней и принудительным воспламенением, работающий на топливно-воздушной смеси. В процессе сгорания запасенная в топливе химическая энергия преобразуется в тепловую, а

4.1. Устройство и работа

4.1. Устройство и работа Для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к колесам автомобиля необходимо сцепление (если у автомобиля ручная КПП), коробка передач, карданная передача (для заднеприводной машины), главная передача с дифференциалом и полуоси

5.2. Устройство и работа передней и задней подвески

5.2. Устройство и работа передней и задней подвески Рассмотрим наиболее распространенные виды подвески переднего моста.1. Двойные поперечные рычаги (рис. 5.3). Рис. 5.3. Передняя подвеска с двойными поперечными рычагамиЗдесь показаны элементы базовой системы независимой

Диагностика неисправностей рулевого управления и их устранение

Диагностика неисправностей рулевого управления и их устранение Повышенная передача но руль дорожных толчков при движении автомобиля. Вибрация и стуки, ощущаемые на рулевом колесе Диагностика элементов рулевого управления сводится к прослушиванию стуков при резких

Мужская работа

Мужская работа Владимир РАТКИН Москва«Гул моторов нарушал тишину нашего командного пункта. Вдруг я услышал, как кто-то бранится, призывая на помощь всех святых. …Вероятно, опять какая-то авария, подумал я. В этот час это было неприятно. Регулярно в десять часов вечера

5.5.4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И КОМПЛЕКСЫ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ

5.5.4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И КОМПЛЕКСЫ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ Работы по созданию автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) электроэнергетических объектов были начаты с появлением

2.1. Реактивная система управления корабля Apollo. Общая характеристика системы управления

2.1. Реактивная система управления корабля Apollo. Общая характеристика системы управления Все 3 отсека корабля Apollo – командный отсек, служебный отсек и лунный корабль – имеют самостоятельные реактивные системы управления (рис. 21.1). Рис. 21.1. Корабль Apollo: 1 – лунный корабль; 2 –

Работа бесплатформенной аварийной системы управления

Работа бесплатформенной аварийной системы управления Двумя участками, на которых работа аварийной системы управления в максимальной степени подвержена влиянию динамики полета лунного корабля, являются участки спуска и подъема (обычно разделенные отрезком времени, в

Неисправности подвески и рулевого управления

Неисправности подвески и рулевого управления К неисправностям подвески и рулевого управления относятся:– увеличение свободного хода (люфта) рулевого колеса;– повышение силы, необходимой для поворота передних колес, слишком "жесткое" рулевое управление;– подтекание

Регулировка рулевого управления

Регулировка рулевого управления Техническое состояние рулевого управления непосредственно влияет на безопасность движения, поэтому регулировать его механизмы надо своевременно и особенно тщательно. Приближенно оценить техническое состояние рулевого колеса, т.е.

Техническое обслуживание системы рулевого управления с гидроусилителем руля

Техническое обслуживание системы рулевого управления с гидроусилителем руля Люфт руля на автомобилях с гидроусилителем измеряют при работающем двигателе. Как правило, рулевой механизм с гидроусилителем прост в обслуживании. Даже когда отказывает насос

Схема, устройство работа

Схема, устройство работа В механизм газораспределения входят: распределительный вал и его привод. Передаточные детали – толкатели с направляющими втулками, а при верхнем расположении клапанов еще штанги и коромысла, клапаны, их направляющие втулки и пружины, опорные

Лекция 39. Назначение и типы рулевого управления. Рулевой механизм

Нажмите, чтобы узнать подробности

Рулевым управлением называется совокупность устройств, осу­ществляющих поворот управляемых колес автомобиля.

Рулевое управление служит для изменения и поддержания на­правления движения автомобиля. Оно в значительной степени обеспечивает безопасность движения автомобиля

Просмотр содержимого документа
«Лекция 39. Назначение и типы рулевого управления. Рулевой механизм»

Раздел IV. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Лекция 39. Назначение и типы рулевого управления.

Рулевой механизм

1. Назначение и типы

Рулевым управлением называется совокупность устройств, осу­ществляющих поворот управляемых колес автомобиля.

Рулевое управление служит для изменения и поддержания на­правления движения автомобиля. Оно в значительной степени обеспечивает безопасность движения автомобиля.

На автомобилях изменение направления движения осуществ­ляется поворотом передних колес различными типами рулевых управлений (рис.1).

Применение левого или правого рулевого управления зависит от принятого в той или иной стране направления движения транс­порта. Левое рулевое управление применяется в автомобилях боль­шинства стран, где принято правостороннее движение транспор­та (Россия, США и др.), а правое рулевое управление — в странах с левосторонним движением транспорта (Япония, Великобрита­ния). При этом рулевое колесо, установленное с левой или пра­вой стороны автомобиля, обеспечивает лучшую видимость при разъезде с транспортом, движущимся навстречу.

Применение рулевого управления различной конструкции (без усилителя или с усилителем) зависит от типа и назначения авто­мобиля. Рулевые управления без усилителя обычно устанавлива­ются на легковых автомобилях особо малого и малого классов и грузовых малой грузоподъемности. Рулевые управления с усили­телем применяются на всех остальных автомобилях. При этом зна­чительно облегчается их управление, улучшается маневренность и повышается безопасность движения, — при разрыве шины ав­томобиль можно удержать на заданной траектории движения. Конструкция рулевого управления во многом зависит от типа подвески передних колес автомобиля.

При независимой подвеске передних управляемых колес, которая применяется на всех легко­вых автомобилях, в рулевое управление без усилителя входят (рис.2, а) рулевое колесо 1, рулевой вал 2, рулевая передача (механизм) 3, рулевая сошка 7, средняя рулевая тяга 8, маятни­ковый рычаг 9, боковые рулевые тяги 6 и 10, рычаги 5 и 11 пово­ротных цапф. При вращении рулевого колеса 1 усилие от него на поворот­ные цапфы 4 и 12 передних колес передается через вал 2, рулевую передачу 3, сошку 7, среднюю 8 и боковые тяги 6 и 10, рычаги 5 и 71. В результате осуществляется поворот управляемых колес ав­томобиля.

При зависимой подвеске передних колес (рис. 2, б) рулевое управление без усилителя включает в себя рулевое колесо 1, ру­левой вал 2, рулевую передачу 3, рулевую сошку 7, продольную рулевую тягу 13, поворотный рычаг 14, рычаги 5 и 11 поворотных цапф и поперечную рулевую тягу 15. При вращении рулевого ко­леса 1 вместе с ним вращается вал 2. Усилие от пала через рулевую передачу 3 передается на сошку 7, которая через продольную тягу 13 перемещает рычаг 14 с поворотной цапфой к левого коле­са. Одновременно через рычаги 5 и 11и поперечную тягу 15 пово­рачивается цапфа 12 правого колеса. Так производится поворот передних управляемых колес автомобиля.

Травмобезопасное рулевое управление

На легковых автомобилях находят широкое применение трав-мобезопасиые рулевые управления.

Травмобезопасное рулевое управление является одним из кон­структивных мероприятий, обеспечивающих пассивную безопас­ность автомобиля — свойство уменьшать тяжесть последствий до­рожно-транспортных происшествий. Рулевой механизм рулевого управления может нанести серьезную травму водителю при лобо­вом столкновении с препятствием при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой механизм перемещается в сторо­ну водителя.

Водитель также может получить травму от рулевого колеса или рулевого вала при резком перемещении вперед вследствие лобо­вого столкновения, когда при слабом натяжении ремней безопас­ности перемещение составляет 300. 400 мм. Для уменьшения тя­жести травм, получаемых водителями при лобовых столкновени­ях, которые составляют более 50 % всех дорожно-транспортных происшествий, применяют различные конструкции травмобез-опасных рулевых механизмов. С этой целью кроме рулевого колеса с утопленной ступицей и двумя спицами, позволяющими значи­тельно снизить тяжесть наносимых травм при ударе, в рулевом механизме устанавливают специальное энергопоглощающее уст­ройство, а рулевой вал часто выполняют составным. Все это обес­печивает незначительное перемещение рулевого вала внутрь ку­зова автомобиля при лобовых столкновениях с препятствиями, автомобилями и другими транспортными средствами.

На рис.3, а представлен рулевой механизм легкового автомо­биля, рулевой вал которого состоит из трех частей, соединенных карданными шарнирами 2, а роль энергопоглощающего устрой­ства выполняет специальное крепление рулевого вала к кузову автомобиля. При лобовом столкновении, когда передняя часть автомобиля деформируется, рулевой вал складывается и незначи­тельно перемещается в салон кузова автомобиля. При этом крон­штейн 1 крепления рулевого вала деформируется и поглощает часть энергии удара.

Рулевой механизм с энергопоглощающим устройством силь-фонного типа показан на рис.3, б. Рулевое колесо соединено с рулевым валом металлическим гофрированным цилиндром 3, ко­торый при столкновении деформируется, частично поглощает энергию удара и обеспечивает небольшое перемещение рулевого вала в сторону водителя.

На рис. 3, в представлен рулевой механизм, у которого верх­няя часть рулевого вала выполнена в виде перфорированной тру­бы 4. Показаны также последовательный процесс и максимальная деформация верхней части рулевого вала, которая весьма значи­тельна.

В травмобезопасных рулевых управлениях легковых автомоби­лей применяются и другие энергопоглощающие устройства, ко­торые соединяют составные рулевые валы. К ним относятся рези­новые муфты специальной конструкции, а также устройства типа «японский фонарик», который выполнен в виде нескольких про­дольных пластин, приваренных к концам соединяемых частей ру­левого вала. При столкновениях резиновая муфта разрушается, а соединительные пластины деформируются и уменьшают переме­щение рулевого вала внутрь салона кузова.

Рулевое управление автомобиля состоит из двух частей: руле­вого механизма и рулевого привода. В рулевой механизм входят рулевое колесо, рулевой вал и рулевая передача, которая опреде­ляет тип рулевого механизма. В рулевой привод входят рулевая со­шка, рулевые тяги, рычаги (маятниковый и поворотных цапф), а также рулевой усилитель, устанавливаемый на ряде автомобилей. При этом рулевые тяги и рычаги поворотных цапф образуют ру­левую трапецию, которая определяет тип рулевого привода.

Рулевой механизм

Рулевым называется механизм, преобразующий вращение ру­левого колеса в поступательное перемещение рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес.

Рулевой механизм служит для увеличения усилия водителя, прилагаемого к рулевому колесу, и передачи его к рулевому при­воду. Увеличивать усилие водителя необходимо для облегчения управления автомобилем. Увеличение усилия, прилагаемого к ру­левому колесу, происходит за счет передаточного числа рулевого механизма.

Передаточным числом рулевого механизма называется отно­шение угла поворота рулевого колеса к углу поворота вала руле­вой сошки. Передаточное число рулевого механизма зависит от типа автомобиля и составляет 15. 20 у легковых автомобилей и 20. 25 у грузовых автомобилей и автобусов. Такие передаточные числа за один-два полных оборота рулевого колеса обеспечивают поворот управляемых колес автомобилей на максимальные углы, равные 35. 45°. На автомобилях применяются различные типы рулевых меха­низмов (рис. 4).

Червячные рулевые механизмы, применяются на легковых, грузо­вых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение име­ют червячно-роликовые рулевые механизмы (рис.5, а), состоя­щие из червяка и ролика. Червяк 1 имеет форму глобоида: его диаметр в средней части меньше, чем по концам. Такая форма обеспечивает надежное зацепление червяка с роликом 3 при по­вороте рулевого колеса на большие углы. Ролики могут быть двух-или трехгребневыми. Двухгребневые ролики применяются в руле­вых механизмах легковых автомобилей, а трехгребневые — грузо­вых автомобилей и автобусов.

При вращении червяка 1, закрепленного на рулевом валу 2, момент от червяка передается ролику 3, который установлен на подшипнике на оси, размещенной в пазу вала 4 рулевой сошки. При этом благодаря глобоидной форме червяка обеспечивается надежное зацепление его с роликом при повороте рулевого коле­са на большие углы.

Червячно-роликовые рулевые механизмы имеют небольшие габаритные размеры, надежны в работе и просты в обслужива­нии. Их КПД достаточно высокий и составляет 0,85 при передаче усилий от рулевого колеса на управляемые колеса и 0,7 — от управляемых колес к рулевому колесу. Поэтому усилия водителя, затрачиваемые на преодоление трения в рулевом механизме,
невелики.

Меньшее распространение получили червячно-секторные рулевые механизмы, и применяются они только на грузовых автомобилях. Эти механизмы состоят из цилиндрического червяка и бокового сектора со спиральными зубьями. Они имеют небольшое давление на зубья при передаче больших усилий и небольшой износ. Однако их КПД низок и равен 0,7 и 0,55 соответственно при передаче усилия от рулевого колеса и обратно.

Винтовые рулевые механизмы используются на тяжелых грузовых автомобилях. Наибольшее применение получили винтореечные рулевые механизмы.

Винтореечный рулевой механизм (рис.5, 6) включает в себя ; винт 5, шариковую гайку-рейку 6 и сектор 8, изготовленный вместе с валом 9 рулевой сошки.

В винтореечном механизме вращение винта 5 преобразуется в поступательное перемещение гайки 6, на которой нарезана рей­ка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором 8 вала рулевой сошки. Для уменьшения трения и повышения износостойкости соединение винта с гайкой осуществляется через шарики 7.

КПД винтореечного механизма почти одинаков в обоих на­правлениях, достаточно высок и находится в пределах 0,8. 0,85. , Поэтому при винтореечном рулевом механизме применяют гидроусилитель руля, который воспринимает толчки и удары, передаваемые на рулевое колесо от неровностей дороги.

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

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

Реечный рулевой механизм (рис.5, в) состоит из шестерни 10 и рейки 11. Вращение шестерни 10, закрепленной на рулевом валу, вызывает перемещение рейки 11, которая выполняет роль попе­речной рулевой тяги.

Реечные рулевые механизмы просты по конструкции, компак­тны и имеют наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами других типов. Их КПД очень высок, приблизительно одинаков в обоих направлениях и равен 0,9. 0,95.

Из-за большой величины обратного КПД реечные рулевые механизмы без усилителя устанавливают на легковых автомоби­лях особо малого и малого классов, так как только в этом случае они способны поглощать толчки и удары, которые передаются от дорожных неровностей на рулевое колесо.

На легковых автомобилях более высокого класса с реечным рулевым механизмом применяют гидроусилитель руля, поглоща­ющий толчки и удары со стороны дороги.

4. Рулевой привод

Рулевым приводом называется система тяг и рычагов, осуще­ствляющая связь управляемых колес автомобиля с рулевым меха­низмом.

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого меха­низма к управляемым колесам и обеспечения правильного пово­рота колес.

На автомобилях применяются различные типы рулевых приво­дов (рис.6).

Основной частью рулевого привода является рулевая трапеция.

Рулевой называется трапеция (см. рис.2), образованная попе­речными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и осью управляемых колес. Основанием трапеции является ось колес, вер­шиной — поперечные тяги б, 8 и 10, а боковыми сторонами — рычаги 5 и 11 поворотных цапф. Рулевая трапеция служит для по­ворота управляемых колес на разные углы.

Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомо­биля) поворачивается на больший угол, чем наружное колесо. Это необходимо, чтобы при повороте автомобиля колеса катились без бокового скольжения и с наименьшим сопротивлением. В против­ном случае ухудшится управляемость автомобиля, возрастут рас­ход топлива и износ шин.

Рулевая трапеция может быть передней или задней. Передней называется рулевая трапеция, которая располагается перед осью передних управляемых колес (см. рис.2, а). Задней называется рулевая трапеция, которая располагается за осью передних управ­ляемых колес (см. рис.2, б).

Применение на автомобилях рулевого привода с передней или задней рулевой трапецией зависит от компоновки автомобиля и его рулевого управления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или разрезной рулевой трапецией. Использование рулевого привода с неразрезной или разрезной трапецией зави­сит от подвески передних управляемых колес автомобиля.

Неразрезной называется рулевая трапеция, имеющая сплош­ную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые коле­са (см. рис.2, б). Неразрезная рулевая трапеция применяется при зависимой подвеске передних управляемых колес на грузовых ав­томобилях и автобусах.

Разрезной называется рулевая трапеция, которая имеет много­звенную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса (см. рис.2, а). Разрезная рулевая трапеция используется при независимой подвеске управляемых колес на легковых авто­мобилях.

5. Рулевые усилители

Рулевым усилителем называется механизм, создающий под давлением жидкости или сжатого воздуха дополнительное усилие на рулевой привод, необходимое для поворота управляемых ко­лес автомобиля.

Усилитель служит для облегчения управления автомобилем, повышения его маневренности и безопасности движения. Он так­же смягчает толчки и удары дорожных неровностей, передавае­мых от управляемых колес на рулевое колесо.

Усилитель значительно облегчает работу водителя. При его на­личии водитель прикладывает к рулевому колесу усилие в 2 — 3 раза меньшее, чем без усилителя, когда, например, для поворота гру­зовых автомобилей средней и большой грузоподъемности и авто­бусов требуется усилие до 400 Н и более. Это весьма существенно, так как из всей затрачиваемой водителем энергии на управление автомобилем до 50% приходится на рулевое управление.

Маневренность автомобиля с рулевым усилителем повышается вследствие быстроты и точности его действия.

Безопасность движения повышается потому, что в случае рез­кого понижения давления воздуха в шине переднего управляемо­го колеса (при проколе или разрыве шины) при наличии усили­теля водитель в состоянии удержать рулевое колесо в руках и со­хранить направление движения автомобиля.

Однако наличие усилителя приводит к усложнению конструк­ции рулевого управления и повышению стоимости, к увеличе­нию износа шин, более сильному нагружению деталей рулевого привода и ухудшению стабилизации управляемых колес автомо­биля. Кроме того, наличие усилителя на автомобиле требует адап­тации водителя.

Рулевые усилители применяют на легковых автомобилях, гру­зовых автомобилях средней и большой грузоподъемности и на ав­тобусах. При этом получили распространение гидравлические и пневматические усилители. Принцип действия этих усилителей аналогичен, но в них используется различное рабочее вещество: в гидравлических — масло (турбинное, веретенное), а в пневма­тических — сжатый воздух пневматической тормозной системы автомобиля.

Гидравлические усилители имеют наибольшее применение. Так, из всех автомобилей с усилителями 90 % оборудованы гидравли­ческими усилителями. Они очень компактны, имеют малое время срабатывания (0,2. 2,4 с) и работают при давлении 6. 10 МПа. Однако требуют тщательного ухода и особо надежных уплотне­ний, так как течь жидкости приводит к выходу их из строя.

Пневматические усилители в настоящее время имеют ограни­ченное распространение. Их применяют в основном на грузовых автомобилях большой грузоподъемности с пневматической тор­мозной системой. Пневматический усилитель включается в работу водителем и только в тяжелых дорожных условиях.

Пневматические усилители по конструкции проще гидравли­ческих, так как используют оборудование тормозной пневматиче­ской системы автомобиля. Но они имеют большие габаритные раз­меры, что связано с невысоким рабочим давлением (0,6. 0,8 МПа), и значительное время срабатывания (в 5—10 раз больше, чем у гидравлических), что приводит к меньшей точности при управле­нии автомобилем в процессе поворота.

6. Гидроусилитель

Гидроусилитель имеет следующие основные элементы (рис.7): гидронасос ГН с бачком Б, гидрораспределитель ГР и гидроци­линдр ГЦ.

Гидронасос является источником питания, гидрораспредели­тель — распределительным устройством, а гидроцилиндр — ис­полнительным устройством. Гидронасос ГН, приводимый в дей­ствие от двигателя автомобиля, соединен нагнетательным 2 и слив­ным 3 маслопроводами с гидрораспределителем ГР, который ус­тановлен на продольной рулевой тяге 6, прикрепленной к пово­ротному рычагу 7 управляемого колеса 5. Внутри корпуса гидро­распределителя находится золотник 1, связанный с рулевым ме­ханизмом РМ. Золотник имеет три пояска, а корпус гидроусили­теля — три окна. Внутри корпуса между поясками золотника об­разуются две камеры а и б. Кроме того, в корпусе имеются еще две реактивные камеры виг, соединенные с камерами а и б осевыми каналами, выполненными в крайних поясках золотника.

В реактивных камерах размещены предварительно сжатые центри­рующие пружины 4.

Гидрораспределитель соединен маслопроводами 11с гидроци­линдром ГЦ, который установлен на несущей системе (раме, ку­зове) автомобиля. Поршень 10 гидроцилиндра через шток связан с поперечной рулевой тягой 9, соединенной с рычагом 8 пово­ротной цапфы управляемого колеса. Поршень делит внутренний объем гидроцилиндра на две полости А и В, которые соединены маслопроводами соответственно с камерами а и б гидрораспреде­лителя. Обе полости гидроцилиндра, все камеры гидрораспреде­лителя и маслопроводы заполнены маслом (турбинное, веретен­ное).

Работает гидроусилитель следующим образом.

При прямолинейном движении автомобиля золотник 1 под действием центрирующих пружин 4 и давления масла в реактивных камерах виг удерживается в нейтральном положении, при котором все три окна гидрораспределителя открыты. Масло по­ступает от гидронасоса через нагнетательный маслопровод 2 в камеры а и б гидрораспределителя, из них по сливному масло­проводу 3 в бачок Б, а из него в гидронасос. Давление масла, установившееся в камерах а и б, передается по маслопроводам 11 в полости А и В гидроцилиндра, где оно одинаково.

При повороте автомобиля усилие от рулевого механизма пере­дается на золотник. После преодоления сопротивления центриру­ющих пружин 4 усилие переместит золотник 1 из нейтрального положения на 1 . 2 мм в одну или другую сторону в зависимости от направления поворота автомобиля. Нагнетательный маслопро­вод через гидрораспределитель соединяется с одной из полостей гидроцилиндра, а другая его полость — со сливным маслопроводом. Масло из гидронасоса по нагнетательному маслопроводу 2 поступает в гидрораспределтель, затем в гидроцилиндр и воз­действует на поршень 10.

Перемещающийся поршень через тягу 9 и рычаг 8 повернет управляемое колесо 5, а масло из гидроцилиндра по сливному маслопроводу 3 поступит в бачок Б и из него в гидронасос.

Одновременно из-за наличия связи через рычаг 7 и тягу 6 (об­ратная связь) корпус гидрораспределителя переместится в ту же сторону, в которую был смещен золотник. При этом давление масла в полостях А и В гидроцилиндра уравновесится, и поворот управляемого колеса прекратится. Угол поворота управляемого ко­леса будет точно соответствовать углу поворота рулевого колеса, — в этом заключается следящее действие гидроусилителя по пере­мещению.

Следовательно, гидроусилитель следит за поворотом рулевого колеса. И если водитель останавливает рулевое колесо, то гидро­распределитель обеспечивает за счет обратной связи фиксацию поршня гидроцилиндра в соответствующем положении. При этом дополнительная подача масла в гидроцилиндр прекращается. С по­мощью обратной связи также происходит выключение гидроуси­лителя при возвращении рулевого колеса в нейтральное положе­ние, соответствующее прямолинейному движению автомобиля.

В рулевом управлении без гидроусилителя водитель чувствует дорогу по прилагаемому к рулевому колесу усилию, возрастаю­щему при увеличении сопротивления повороту управляемых ко­лес, и наоборот. При гидроусилителе водитель чувствует дорогу за счет следящего действия гидроусилителя по силе изменения при­лагаемого усилия па рулевом колесе. Для этого предназначены ре­активные камеры «иг в гидрораспределителе, в каждой из кото­рых давление масла такое же, как и в камерах а и б.

При увеличении сопротивления повороту управляемых колес автомобиля возрастает давление масла в одной из реактивных ка­мер. Давление передается на золотник и от него через рулевой механизм РМ на рулевое колесо. При этом усилие для поворота рулевого колеса увеличивается пропорционально сопротивлению поворота управляемых колес. Таким образом, гидроусилитель сле­дит за необходимым для поворота управляемых колес усилием, чтобы водитель чувствовал дорогу, т. е. на хорошей дороге ему бу­дет легко поворачивать, а на трудной для поворота дороге — не­сколько тяжелее.

Гидроусилители, применяемые на автомобилях, выполняются в основном по следующим трем вариантам:

рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр на­ходятся в агрегате, который называется гидрорулем. Конструкция гидроруля сложная, но компактная, имеет малую длину масло­проводов и время срабатывания;

гидрораспределитель и гидроцилиндр расположены в одном агрегате и установлены отдельно от рулевого механизма. Вариант менее сложный, чем гидроруль, но имеет большую длину масло­проводов и время срабатывания. Зато обеспечивается возможность использования рулевого механизма любого типа;

рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр раз­мещены раздельно. При таком варианте обеспечивается свобод­ное расположение элементов гидроусилителя на автомобиле и применение рулевого механизма любого типа. Однако длина мас­лопроводов и время срабатывания большие.

Лекция 40. Конструкция рулевых управлений

Рассмотрим устройство рулевого управления легковых автомо­билей ВАЗ повышенной проходимости (рис.8). Рулевое управле­ние — левое, травмобезопасное, с передними управляемыми ко­лесами, без усилителя. Травмобезопасность обеспечивается кон­струкцией промежуточного вала рулевого колеса и специальным креплением рулевого вала к кузову автомобиля. Рулевое управле­ние состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

На автомобилях ВАЗ применяется червячный рулевой механизм. Передаточное число рулевого механизма 16,4. Рулевой механизм включает в себя рулевое колесо, рулевой вал, промежуточный вал, рулевую пару (червячную передачу), состоящую из глобои­дального червяка и двухгребневого ролика.

Рулевое колесо 15 — двухспицевое, пластмассовое, со сталь­ным каркасом. Оно закреплено на шлицах верхнего конца рулево­го вала 11, который установлен в трубе 10 кронштейна 16 в двух шариковых подшипниках 9. Рулевой вал с рулевой колонкой 14 с помощью кронштейна 16 крепится к кузову автомобиля. Креп­ление кронштейна к кузову выполнено так, что при авариях руле­вой вал 11 с рулевым колесом незначительно перемещается в сто­рону водителя, чем обеспечивается его безопасность. Нижний ко­нец рулевого вала через шлицы соединяется с промежуточным валом 13, представляющим собой карданный вал с двумя шар­нирами. Промежуточный вал также через шлицы соединен с ва­лом 12 (рис.9) червяка 11, уплотненным манжетой 13.

Глобоидальный червяк установлен в отлитом из алюминиевого сплава картере 4 в двух шариковых подшипниках 14, затяжка ко­торых регулируется с помощью прокладок 15, устанавливаемых под крышку 16. Червяк находится в зацеплении с двухгребневым роликом 6, который установлен в пазу головки вала 5 рулевой сошки на оси 17 на игольчатых подшипниках 18. Вал рулевой со­шки размещен в картере 4 в бронзовых втулках 3 и уплотнен ман­жетой 2. Зацепление червяка и ролика регулируют с помощью регулировочного винта 7, головка которого входит в паз вала 5 рулевой сошки. Регулировочный винт ввернут в крышку 10 с за­ливной пробкой 9 vi контрится гайкой 8. На шлицевом конце вала 5 установлена рулевая сошка 1, которая закреплена с помощью гайки. Картер рулевого механизма крепится болтами к левому лонжеро­ну пола кузова. В него заливают трансмиссионное масло.

Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма к уп­равляемым колесам. Рулевой привод обеспечивает правильный поворот управляемых колес автомобиля.

Рулевой привод (см. рис.8) состоит из рулевой сошки, маят­никового рычага, боковых и средней рулевых тяг с шарнирами и рычагов поворотных кулаков. На автомобиле применяется руле­вой привод с разрезной рулевой трапецией. Рулевая трапеция обес­печивает поворот управляемых колес автомобиля на разные углы (внутреннее колесо на больший угол, чем наружное колесо). Тра­пеция расположена сзади оси передних колес. Рулевая трапеция состоит из трех поперечных рулевых тяг 1 и 3 и двух рычагов 7, шарнирно соединенных между собой. Средняя рулевая тяга 3 ру­левой трапеции выполнена сплошной. Одним концом она соеди­нена с рулевой сошкой 2, а другим — с маятниковым рычагом 4, который закреплен неподвижно на оси. Ось установлена в двух пластмассовых втулках в кронштейне 8, прикрепленном к право­му лонжерону пола кузова. Боковая рулевая тяга 1 состоит из двух наконечников, соединенных между собой регулировочной муф­той 5, фиксируемой на наконечниках хомутами. Это позволяет изменять длину боковых рулевых тяг рулевой трапеции при регу­лировке схождения передних управляемых колес автомобиля. Со­единение средней и боковых рулевых тяг с сошкой и маятнико­вым рычагом, а также боковых тяг с рычагами 7 поворотных ку­лаков б выполнено с помощью шаровых шарниров.

Шаровые шарниры обеспечивают возможность относительно­го перемещения деталей рулевого привода в горизонтальной и вертикальной плоскостях при одновременной надежной передаче усилий между ними. Шарниры размещаются в наконечниках 19 рулевых тяг. Палец 17сферической головкой опирается на конус­ный пластмассовый вкладыш 20, который поджимается пружи­ной 21, устраняющей зазор в шарнире при изнашивании в про­цессе эксплуатации. Шаровой шарнир с одного конца закрыт за­глушкой 22, а с другого конца защищен резиновым чехлом 18. Палец шарнира своей конусной частью жестко крепится в дета­ли рулевого привода, к которой присоединяется рулевая тяга. Шаровые шарниры при сборке заполняются специальной смазкой и в процессе эксплуатации в дополнительном смазывании не нуждаются.

Рулевое управление легковых автомобилей ВАЗ с передним приводом показано на рис.10. Рулевое управление левое, травмобезопасное, без усилителя. Травмобезопасность рулевого управ­ления обеспечивается специальным гасящим (демпфирующим) устройством, через которое рулевое колесо крепится к рулевому валу.

На автомобилях ВАЗ применяется реечный рулевой механизм. Передаточное число рулевого механизма 20,4. В рулевой механизм входят рулевое колесо, рулевой вал и рулевая пара (реечная), со­стоящая из шестерни и зубчатой рейки.

Рулевое колесо 23 через гасящее (демпфирующее) устройство 22, обеспечивающее травмобезопасность рулевого колеса, уста­новлено на шлицах верхнего конца рулевого вала 25, который опирается на радиальный шариковый подшипник 24, установленный в трубе кронштейна 27. Рулевой вал вместе с рулевой ко­лонкой 26, состоящей из двух частей, с помощью кронштейна 27 крепится к кузову автомобиля. Нижний конец рулевого вала через эластичную муфту 21 со стяжным болтом 20 соединен со шлице-вым хвостовиком приводной шестерни 30, которая установлена в алюминиевом картере 19 рулевого механизма на роликовом 29 и шариковом 31 подшипниках. Шестерня находится в зацеплении с зубчатой рейкой 18, прижимаемой к шестерне через металлоке-рамический упор 32 пружиной 33, поджимаемой гайкой 34.

Это обеспечивает беззазорное зацепление приводной шестерни и зуб­чатой рейки по всей величине их хода. Рейка одним концом опи­рается на металлокерамический упор 32, а другим концом уста­навливается в разрезной пластмассовой втулке 17, которая фик­сируется в картере рулевого механизма специальными выступами и уплотняется резиновыми кольцами. Ход рейки ограничивается в одну сторону специальным кольцом, напрессованным на нее, а в другую сторону — втулкой 1брезинометалличсского шарнира ле­вой рулевой тяги 3, которые упираются в картер рулевого меха­низма. На картер с одной стороны установлен защитный колпак 28, а с другой — напрессована труба с продольным пазом, закры­тая защитным гофрированным чехлом 13, который закреплен дву­мя пластмассовыми хомутами. Через паз трубы и отверстия в за­щитном чехле проходят два болта 10, которые крепят рулевые тяги 3 к зубчатой рейке 18 через резинометаллические шарниры. Болты соединены между собой пластиной 14 и фиксируются сто­порной пластиной 15. Картер 19 рулевого механизма крепится к передней панели кузова автомобиля при помощи двух скоб 11 через резиновые опоры 12. Между картером и панелью кузова так­же установлена вибропоглощающая резиновая опора. Картер ру­левого механизма заполнен консистентной смазкой.

Рулевой привод состоит из двух рулевых тяг 3 и поворотных рычагов 1 телескопическихстоек передней подвески. Рулевой при­вод выполнен с разрезной рулевой трапецией, расположенной сзади оси передних колес. Рулевые тяги изготовлены составными. Каждая тяга состоит из двух наконечников, соединенных между собой регулировочной трубчатой тягой 5, фиксируемой на нако­нечниках гайкой 4.

Такое соединение рулевых тяг позволяет изменять их длину при регулировке схождения передних управляемых колес. Рулевые тяги соединяются с поворотными рычагами телескопических стоек с помощью шаровых шарниров 2, которые размещаются в наруж­ных наконечниках рулевых тяг. Шаровой шарнир состоит из ша­рового пальца 6, пластмассового вкладыша 8 и пружины 9. Он защищен резиновым чехлом 7. Шарнир смазывают при сборке, а в эксплуатации он в смазывании не нуждается. Палец шарового шарнира конусной частью жестко закреплен в поворотном рычаге 1, приваренном к телескопической стойке передней под­вески.

Работа рулевого управления осуществляется следующим обра­зом. При повороте рулевого колеса 23 вместе с ним поворачивает­ся рулевой вал 25, который через эластичную муфту 21 вращает приводную шестерню 30 рулевого механизма. Приводная шестер­ня перемещает зубчатую рейку 18, которая через рулевые тяги 3 и поворотные рычаги 1поворачиваеттелескопические стойки, свя­занные с поворотными кулаками передних управляемых колес автомобиля. В результате управляемые колеса поворачиваются.

Рулевое управление грузовых автомобилей ЗИЛ показано на рис.11. Рулевое управление левое, с передними управляемыми колесами, с усилителем. Оно включает в себя рулевой механизм, рулевой привод и гидроусилитель.

Рулевой механизм — винтореечный и выполнен в виде винта, шариковой гайки, поршня-рейки и сектора. Передаточное число рулевого механизма 20,0.

Рулевой привод — с задней неразрезной рулевой трапецией.

Гидроусилитель — интегрального типа и представляет собой гидроруль — единый агрегат, в котором объединены вместе руле­вой механизм, гидрораспрсдслитсль и гидроцилиндр.

Рулевое колесо 9 закреплено на рулевом валу 8, установлен­ном на двух шариковых подшипниках в рулевой колонке 7, кото­рая закреплена в кабине автомобиля. Рулевой вал через промежу­точный карданный вал 6 с двумя карданными шарнирами и сколь­зящим шлицевым соединением связан с рулевым механизмом 1, совмещенным с гидроусилителем и передающим усилие на руле­вую сошку. Сошка 15 соединена продольной рулевой тягой 14 с поворотным рычагом 13 переднего левого управляемого колеса, которое через рычаги 12 и 10 поворотных цапф и поперечную рулевую тягу 11 связано с правым колесом. Продольная рулевая тяга сплошная, в ее головках размещены шаровые шарниры для соединения с сошкой и поворотным рычагом. Поперечная руле­вая тяга трубчатая с резьбовыми концами, на которых закрепле­ны наконечники с шаровыми шарнирами для связи с рычагами поворотных цапф. Поворотом тяги в наконечниках регулируется схождение управляемых колес автомобиля.

Гидроусилитель собран в чугунном картере 16 рулевого меха­низма, являющемся одновременно и гидроцилиндром. В картере установлен поршень 17с чугунными кольцами и с изготовленной на нем зубчатой рейкой. Поршень-рейка находится в зацеплении с зубчатым сектором 24, выполненным за одно целое с валом 25 рулевой сошки, который установлен в картере рулевого механиз­ма на бронзовых втулках. Зазор в зацеплении регулируется смеще­нием вала сошки при помощи специального винта. В поршне зак­реплена шариковая гайка 19, которая через шарики связана с винтом 23 рулевого механизма, соединенным с промежуточным карданным валом 6. Крайние канавки в шариковой гайке соеди­нены между собой трубкой 18, и шарики циркулируют по замк­нутому контуру. Соединение винта и гайки на циркулирующих шариках обладает малым трением и повышенной долговечностью.

На винте рулевого механизма между двумя упорными шарико­выми подшипниками установлен золотник 21 гидрораспредели­теля, закрепленный вместе с подшипниками гайкой. Он находит­ся в отдельном корпусе 20. Золотник с винтом удерживается в среднем положении шестью пружинами с двумя плунжерами 22 каждая, которые установлены в корпусе золотника. Золотник вместе с винтом может перемещаться в осевом направлении на 1,1 мм в каждую сторону вследствие разности его длины и длины корпуса 20. Снаружи к корпусу золотника присоединены нагнетательный и сливной шланги от насоса гидроусилителя. Внутри корпуса на­ходится шариковый клапан, соединяющий нагнетательную и слив­ную магистрали, когда не работает насос гидроусилителя.

Насос 2 гидроусилителя — лопастный и приводится в действие от коленчатого вала двигателя клиноременной передачей через шкив 27, закрепленный на его валу. Вал 34 размещен в корпусе 26 насоса на шариковом и роликовом подшипниках. На шлицевом конце вала установлен ротор 32, расположенный в статоре 33, ко­торый находится между корпусом 26и крышкой 2с? насоса. В пазах ротора размещены подвижные лопасти, уплотняющие его внутри статора. В крышке насоса находятся распределительный диск 31, перепускной 30 и предохранительный 29 клапаны. К корпусу и крышке насоса прикреплен бачок 3, имеющий сетчатые фильтры для очистки масла и сапун для связи его внутренней полости с окружающей средой. При вращении ротора его лопасти 35 под действием центробежных сил и давления масла плотно прижима­ются к статору. Масло из корпуса насоса через распределительный диск поступает в полость нагнетания и далее в маслопровод.

При прямолинейном движении автомобиля золотник 21удер­живается в своем корпусе 20 в среднем положении пружинами и плунжерами 22. Масло из насоса проходит через золотник 21, по­лости А и В гидроусилителя и возвращается в бачок 3.

При повороте рулевого колеса винт 23 вывертывается из шари­ковой гайки поршня и смещается вместе с золотником, который отключает одну из полостей гидроцилиндра, увеличивая подачу масла в другую полость. При этом масло перемещает поршень-рейку 17, который поворачивает зубчатый сектор 24, связанный с рулевой сошкой, и помогает водителю поворачивать управляе­мые колеса автомобиля.

Ограничение подачи масла в гидроусилитель осуществляется перепускным клапаном 30. Клапан при достижении определенной производительности насоса открывается и перепускает часть масла из полости нагнетания в полость всасывания, регулируя его давление в системе.

Ограничение максимального давления в системе производится предохранительным клапаном 29, установленным внутри пере­пускного клапана. Предохранительный клапан срабатывает при давлении 6,5. 7,0 МПа.

При неработающем гидроусилителе поворот управляемых ко­лес производится водителем. При этом масло в гидроусилителе из одной полости в другую вытесняется через шариковый клапан. В результате водителю приходится затрачивать усилие не только на поворот управляемых колес автомобиля, но и на вытеснение масла.

Контрольные вопросы

Какие типы рулевого управления вы знаете?

Как устроены травмобезопасные рулевые управления?

Каковы основные части рулевого управления?

Каково назначение гидроусилителя? Почему водитель чувствует дорогу при гидроусилителе?

Какие эксплуатационные свойства автомобиля зависят от рулевого управления и его технического состояния?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *