Назначение, общее устройство и работа рулевого управления

 

Рулевое управление служит для изменения и поддержания направления движения автомобиля.

При движении автомобиля по ровной и прямой дороге угловые скорости всех колес одинаковы, а при повороте - каждое колесо движется по окружностям разного радиуса, причем внешние колеса (относительно центра поворота) описывают дуги большего радиуса, чем внутренние, т.е. в одно и тоже время проходят большие дуги, чем внутренние.

1- продольные тяги;

2- поперечные тяги;

3- рулевой механизм;

4- рулевое колесо

Чтобы колеса при повороте автомобиля катились без скольжения, необходимо, чтобы продолжение осей всех колес пересекались в одной точке-центре поворота автомобиля и катились они с разной угловой скоростью. Для соблюдения этих условий в ведущих мостах смонтирован дифференциал, который дает возможность ведущим колесам вращаться с разной скоростью, что исключает проскальзывание одного из колес при повороте автомобиля или при движении его по неровной дороге, когда колеса проходят путь разной длины. Для соблюдения этих условий управляемыми колесами (обычно передними), внутреннее к центру поворота управляемое колесо должно поворачиваться круче, т.е. на больший угол, чем наружное колесо, так как при одинаковых углах поворота управляемых колес внутреннее колесо катилось бы с большим скольжением. В связи с этим, для обеспечения одновременного поворота управляемых колес на разные углы служит рулевая трапеция, которая состоит из систем тяг и рычагов. Правильность соотношения углов поворота управляемых колес обеспечивается соответствующим подбором угла наклона рулевых рычагов к продольной оси автомобиля и длины рулевых тяг.

Конструкция рулевого управления легкового автомобиля состоит из двух основных частей: рулевого механизма (рулевой передачи) и рулевого привода. На высококомфортабельных автомобилях высшего класса в системах управления применяются усилители (обычно гидроусилители различных конструкций).

Рулевой механизм служит для увеличения и передачи на рулевой привод усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу. В отечественных легковых автомобилях распространение получили рулевые механизмы червячного и реечного типа.

Рулевой механизм может представлять собой:

— Червячную

— Винтовую

— Кривошипную

— Зубчатую передачу

Различаются рулевые механизмы главной кинематической парой

— Червяк - сектор (1)

— Червяк-ролик (2)

— Винт-Гайка (3)

— Шестерня-Рейка (4)

 

(1) Эта пара не обратимая. Не обладает свойством обратимости, то есть весовая стабилизация исключена.

(2) Обладает свойствами катимости и обратимости.

(3) Этот механизм применяется для тяговых механизмов

(4) Применяют для легких машин

 

 

Для обеспечения работы водителя применяют усилители рулевого управления: гидравлические, пневматические, электрические и др.

Рулевой механизм червячного типа состоит из:

• рулевого колеса с валом;

• картера червячной пары;

• пары «червяк-ролик»;

• рулевой сошки.

В картере рулевого механизма в постоянном зацеплении находится пара «червяк-ролик». Червяк есть ни что иное, как нижний конец рулевого вала, а ролик, в свою очередь, находится на валу рулевой сошки. При вращении рулевого колеса ролик начинает скользить по зубьям червяка, что приводит к повороту вала рулевой сошки. Червячная пара, как и любое другое зубчатое соединение, требует смазки, и поэтому в картер рулевого механизма заливается масло, марка которого указана в инструкции к автомобилю.

Результатом взаимодействия пары «червяк-ролик» является преобразование вращения рулевого колеса в поворот рулевой сошки в ту или другую сторону. А далее усилие передается на рулевой привод и от него уже на управляемые (передние) колеса.

Рулевой механизм реечного типа отличается от червячного тем, что вместо пары «червяк-ролик» применяется пара «шестерня-рейка». Иными словами, поворачивая рулевое колесо, водитель на самом деле вращает шестерню, которая заставляет рейку перемещаться вправо или влево. А дальше рейка передает усилие, прилагаемое к рулевому колесу, на рулевой привод.

Рулевой привод предназначен для передачи усилия от рулевого механизма на управляемые колеса, обеспечивая при этом их поворот на неодинаковые углы.

Рулевой привод, применяемый с механизмом червячного типа, включает в себя:

• правую и левую боковые тяги;

• среднюю тягу;

• маятниковый рычаг;

• правый и левый поворотные рычаги колес.

Рулевой привод, применяемый с механизмом реечного типа, отличается от своего предшественника. Он упрощен и имеет всего две рулевые тяги. Тяги передают усилие на поворотные рычаги телескопических стоек подвески колес и соответственно поворачивают их вправо или влево.

Каждая рулевая тяга на своих концах имеет шарниры, для того чтобы подвижные детали рулевого привода могли свободно поворачиваться относительно друг друга и кузова в разных плоскостях.

В современных автомобилях применяется безопасный рулевой вал, который может складываться или ломаться при ударе водителя о рулевое колесо во время аварии во избежание серьезного повреждения грудной клетки.