Общее устройство и принцип работы системы рулевого управления

Рулевое управление — одна из основных систем автомобиля, которая представляет собой совокупность узлов и механизмов, предназначенных для синхронизации положения рулевого колеса (руля) и угла поворота управляемых колес (в большинстве моделей автомобилей это передние колеса). Основное назначение рулевого управления для любых транспортных средств — это обеспечение поворота и поддержание заданного водителем направления движения. Способы поворота: кинематический (за счёт поворота управляемой оси или управляемых колёс), силовой,

Параллельные рулевые рычаги, наклонные рулевые рычаги.

Поворачиваемость бывает: нейтральная, недостаточная, избыточная.

Конструктивно система рулевого управления состоит из следующих элементов:

· Рулевое колесо (руль) — предназначено для управления водителем с целью указания направления движения автомобиля. В него встраивается передняя подушка безопасности водителя.

· Рулевая колонка — выполняет передачу усилия от руля к рулевому механизму. Это вал с шарнирными соединениями. Для обеспечения безопасности и защиты от угона колонка может быть оснащена электрическими или механическими системами складывания и блокировки. Дополнительно на рулевой колонке устанавливается замок зажигания, органы управления светотехникой и стеклоочистителем ветрового стекла автомобиля.

· Рулевой механизм — выполняет преобразование усилия, создаваемого водителем через поворот рулевого колеса и передает его приводу колес. Конструктивно представляет собой редуктор с некоторым передаточным отношением. Сам механизм соединяет с рулевой колонкой карданный вал рулевого управления.

· Рулевой привод — состоит из рулевых тяг, наконечников и рычагов, выполняющих передачу усилия от рулевого механизма к поворотным кулакам ведущих колес.

· Усилитель рулевого управления — повышает усилие, которое передается от руля к приводу.

· Дополнительные элементы (амортизатор рулевого управления или «демпфер», электронные системы).

Подвеска и рулевое управление автомобиля имеют тесную взаимосвязь. Жесткость и высота первой определяют степень отклика автомобиля на вращение рулевого колеса. Виды рулевого управления

В зависимости от типа редуктора системы, рулевой механизм (система рулевого управления) может быть следующих видов:

· Реечный — самый распространенный вид, используемый в легковых автомобилях. Имеет простую конструкцию и отличается высоким КПД. Недостатки заключаются в том, что этот тип механизма чувствителен к возникающим ударным нагрузкам при эксплуатации в сложных дорожных условиях.

· Червячный — обеспечивает хорошую маневренность автомобиля и достаточно большой угол поворота колес. Этот вид механизма меньше подвержен влиянию ударной нагрузки, но более дорогостоящий в изготовлении.

· Винтовой — принцип работы похож на червячный механизм, однако он имеет более высокий КПД и позволяет создавать большие усилия.

В зависимости от вида усилителя, который предусматривает устройство рулевого управления, различают системы:

С гидравлическим усилителем (ГУР). Его основным достоинством является компактность и простота конструкции. Гидравлическое рулевое управление среди современных транспортных средств является одним из наиболее распространенных. Недостаток - необходимость контроля уровня рабочей жидкости.

С электрическим усилителем (ЭУР). Такая система рулевого управления с усилителем считается наиболее прогрессивной. Он обеспечивает простоту регулировки настроек управления, высокую надежность работы, экономный расход топлива и возможность управления автомобилем без участия водителя.

С электрогидравлическим усилителем (ЭГУР). Принцип действия данной системы аналогичен системе с гидравлическим усилителем. Главное отличие заключается в том, что насос усилителя приводится в действие электродвигателем, а не ДВС.

Рулевое управление современного автомобиля может быть дополнено следующими системами:

· Активного рулевого управления (AFS) — система изменяет величину передаточного отношения в зависимости от текущей скорости. Она позволяет корректировать угол поворота колес и обеспечивает более безопасное и устойчивое движение на скользких поверхностях.

· Динамического рулевого управления — работает аналогично активной системе, однако в конструкции в этом случае вместо планетарного редуктора используется электродвигатель.

· Адаптивного рулевого управления для транспортных средств — главной особенностью является отсутствие жесткой связи между рулем автомобиля и его колесами.

Требования к рулевому управлению автомобиля:

· Обеспечение заданной траектории движения с необходимыми параметрами поворотливости, поворачиваемости и устойчивости.

· Усилие на рулевом колесе для осуществления маневра не должно превышать нормированного значения.

· Суммарное число оборотов руля от среднего положения до каждого из крайних не должно превышать установленного значения.

· При выходе из строя усилителя должна сохраняться возможность управления автомобилем.

· Существует еще один стандартный параметр, определяющий нормальное функционирование рулевого управления — это суммарный люфт. Данный параметр представляет собой величину угла поворота руля до начала поворота управляемых колес. Значение допустимого суммарного люфта в рулевом управлении должно быть в пределах: 10° для легковых автомобилей и микроавтобусов; 20° для автобусов и подобных транспортных средств; 25° для грузовых автомобилей.