Общее устройство рулевого управления

Рулевое управление автомобилей с поворотными колесами включает в себя следующие элементы (рис. 5):

- рулевое колесо с рулевым валом (рулевой колонкой);

- рулевой механизм;

- рулевой привод (может иметь усилитель и (или) амортизаторы).

Рулевое колесо находится в кабине водителя и расположено под таким углом к вертикали, который обеспечивает наиболее удобный охват его обода руками водителя. Чем больше диаметр рулевого колеса, тем при прочих равных условиях меньше усилия на ободе рулевого колеса, но при этом уменьшается возможность быстрого поворота руля при выполнении резких маневров.

Диаметр рулевого колеса современных легковых автомобилей лежит в пределах 380 - 425 мм, тяжелых грузовых и автобусов - 440-550 мм, наименьшие диаметры имеют рулевые колеса спортивных автомобилей.

Рулевой механизм представляет собой механический редуктор, его основная задача — увеличение приложенного к рулевому колесу усилия водителя, необходимого для поворота управляемых колес. Рулевое управления без рулевых механизмов, когда водитель непосредственно поворачивает управляемое колесо, сохранились лишь на очень легких транспортных средствах, например на мотоциклах. Рулевой механизм имеет достаточно большое передаточное число, поэтому для поворота управляемых колес на максимальный
угол 30-45° необходимо сделать несколько оборотов рулевого колеса.

Рисунок 5 – Общее устройство рулевого управления грузового автомобиля при зависимой подвеске передних колёс.

1 - поперечная тяга; 2 - левый рычаг рулевой трапеции; 3 - поворотный кулак; 4 - поворотный рычаг; 5 - продольная тяга; 6 – сошка; 7 - рулевой механизм; 8 - вал рулевого колеса; 9 - рулевое колесо; 10 - правый рычаг рулевой трапеции.

Рулевой вал (рис. 6) соединяет рулевое колесо с рулевым механизмом и часто выполняется шарнирным, что позволяет более рационально компоновать элементы рулевого управления, а для грузовых автомобилей применять откидывающуюся кабину.

Кроме того, шарнирный рулевой вал повышает травмобезопасность рулевого колеса при авариях, уменьшая перемещение рулевого колеса внутрь салона и возможность травмирования грудной клетки водителя.

С этой же целью в рулевой вал иногда встраивают сминаемые элементы, а рулевое колесо покрывают относительно мягким материалом, не дающем при разрушении острых осколков.

Рисунок 6 – Рулевой вал.

Рулевой привод представляет собой систему тяг и шарниров, связывающих рулевой механизм с управляемыми колесами.

Поскольку рулевой механизм закреплен на несущей системе автомобиля, а управляемые колеса при движении перемещаются на подвеске вверх и вниз относительно несущей системы, рулевой привод обязан обеспечить необходимый угол поворота колес (не одинаковый) независимо от вертикальных перемещений подвески (согласованность кинематики рулевого привода и подвески). В связи с этим конструкция рулевого привода, а именно количество и расположение рулевых тяг и шарниров, зависит от типа применяемой подвески автомобиля.

Наиболее сложный рулевой привод имеют автомобили с несколькими управляемыми мостами.

Для дополнительного уменьшения усилий, необходимых для поворота рулевого колеса, в рулевом приводе применяют усилители рулевого управления. Источником энергии для работы усилителя является, как правило, двигатель автомобиля. Первоначально усилители применялись лишь на тяжелых грузовых автомобилях и автобусах, в настоящее время используются и на легковых.

Для смягчения рывков и ударов, которые передаются на рулевое колесо при движении по неровной дороге, в рулевой привод иногда встраивают гасящие элементы - амортизаторы рулевого управления (рис.7). Конструкция указанных амортизаторов принципиально не отличается от конструкции амортизаторов подвески.