Принцип работы рулевого управления автомобиля – : ,

Рулевое управление современного автомобиля. Принцип работы

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних колес. Рассмотрим принцип работы современных типов рулевого управления машины.

Усилители рулевого управления

Большинство автомобилей оснащаются усилителями рулевого управления — ЭУР и ГУР. Усилители руля предназначены для комфортного управления автомобилем, а также чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе и удержать машину после резкого маневра. Даже в базовой комплектации автомобиль получает усилитель рулевого управления.

Рассмотрим принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе — распределительный клапан с чувствительным элементом — торсионом, связанным с рулевым валом. Водитель поворачивает баранку, торсион, закручиваясь, перемещает золотник. Тот приоткрывает отверстия масляных каналов, идущих к силовому цилиндру гидроусилителя. Последний подталкивает рейку, снижая усилие на руле. Едва водитель перестает крутить штурвал, торсион возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.

Производительность насоса, приводимого ремнем от коленвала, должна быть такова, чтобы при работе мотора на холостом ходу водитель мог крутить руль без «закусываний» со скоростью не меньше 1,5 оборота в секунду. Избыточное давление стравливает перепускной клапан.

Сделать управление комфортным при парковке и на скоростной трассе помогают рулевые механизмы с переменным передаточным отношением: в центре рейки зубья нарезаны с маленьким шагом, на концах — шаг больше. При незначительных углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что очень важно на больших скоростях, зато, разворачиваясь, крутить баранку приходится меньше.

Сервотроник

Дополнительный комфорт и безопасность привнесли системы, регулирующие усилие на руле в зависимости от скорости. Пример — рулевое управление «Сервотроник».

Представим, что водитель поворачивает направо. Золотник открывает путь жидкости к силовому цилиндру, помогающему рейке поворачивать колеса. Одновременно масло через электромагнитный клапан начинает поступать в камеру обратного действия. Один из перепускных клапанов открывается, возникает разница давлений, и поршень, опускаясь, ограничивает ход золотника. Давление в силовом цилиндре гидроусилителя падает, а усилие на руле, напротив, возрастает. Когда водитель перестает крутить баранку — золотник и обратный клапан закрываются.

При повороте влево открывается другой перепускной клапан, а поршень поднимается, вновь корректируя передвижение золотника, давление стравливается в другой части силового цилиндра.

При парковке и движении черепашьим шагом (примерно до 20 км/ч) электромагнитный клапан, ограничивающий подачу жидкости в камеру обратного действия, закрыт — руль можно повернуть одним пальцем. С ростом скорости клапан постепенно открывается и усилие на штурвале возрастает.

Устройство работает эффективно и надежно. Но гидравлический насос забирает силы у двигателя, а значит, тот съедает лишнее топливо. Особенно нежелателен такой «нахлебник» маломощным моторам. Конструкторы нашли решение: давление рабочей жидкости нагнетает электрический насос. Блок управления получает информацию от датчиков вращения руля и скорости автомобиля.

Производители подсчитали, что благодаря электрогидравлическим усилителям автомобиль экономит около 0,2 л/100 км.

Активное рулевое управление

Следующий шаг — активное управление (Active Steering). Главное преимущество — возможность изменять передаточное отношение между рулем и колесами. На пути от баранки к рулевому механизму с гидроусилителем встроена планетарная передача с электромотором.

Когда отъезжаете от тротуара, передаточное отношение минимально, а количество полных оборотов руля не более двух. С ростом скорости машины управление становится менее чувствительным, а стоит вырваться на загородную трассу — электромотор, подкручивая водило планетарного редуктора, увеличит передаточное отношение.

Активное рулевое управление, сотрудничая с другими системами, способно помочь и в сложных ситуациях. Например, машину занесло. Компьютер, опросив датчики угла поворота руля и скорости вращения колес, включит электромотор. Тот уменьшит передаточное отношение, чтобы водителю было легче удержать автомобиль на нужной траектории. Активный руль полезен и при экстренном торможении с системой АБС: если остановиться вовремя не удается, будет проще уйти от столкновения.

Вероятно, вскоре системы активного рулевого управления пропишутся на многих автомобилях, пока им на смену не придет так называемое управление по проводам.

Управление по проводам

Будущее не за хитрой механикой или гидравликой. Инженеры работают над системами без механической связи между рулем и колесами — управление по проводам. Вращение руля отслеживает специальный датчик. Электронный блок, получая информацию о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, посылает сигнал на актуаторы — электромоторы, поворачивающие колеса.

Преимущества очевидны. В критической ситуации автомобиль сможет самостоятельно (быстрее человека) повернуть колеса на нужный угол. Допустим, системе стабилизации не удалось предотвратить занос, и машина закрутилась на обледеневшем шоссе. Быстродействующая электроника, опросив датчики, повернет руль на сколько нужно, и притормозит одно или пару колес.

Первой в мире серийной моделью с рулевым управлением «по проводам» стал Infiniti Q50. У данной машины в штатных режимах движения нет жесткой связи между баранкой и управляемыми колесами. А на случай неисправности электроники предусмотрена аварийная кулачковая муфта, встроенная в разрез рулевого вала.

Самостоятельность автомобиля намного упростит жизнь водителю: например, компьютер ловко припаркуется. А когда машины научат хорошо «видеть», они смогут объезжать препятствия.

Протянуть провода проще, чем вал с шарнирами. Рулевая трапеция получает отставку — разные углы поворота колес задают электромоторы. С точки зрения пассивной безопасности такая конструкция лучше. А потом, глядишь, привычный руль заменит многофункциональный джойстик.

amastercar.ru

Способы поворота и принцип работы рулевого управления тракторов и автомобилей

Управляемость машины это способность ее двигаться точно по задаваемой траектории при условии минимальных физических и психологических нагрузок на водителя. Понятие управляемости включает в себя свойства курсовой устойчивости (способность изменять направление движения по заданной траектории при соответствующем воздействии на орган управления).

Существуют следующие способы поворота колесных тракторов и автомобилей:

  • поворот всех колес или только передних управляемых
  • излом шарнирно-сочлененной рамы машины
  • создание разности вращающих моментов на ведущих колесах
  • бортовой способ поворота по принципу гусеничных машин
  • комбинированный способ, сочетающий первый и третий способы поворота

Автомобили и большинство тракторов поворачивают, изменяя направление движения передних колес, а тракторы Т-150К, К-701 — в результате поворота одной части рамы относительно другой вокруг соединяющего их вертикального шарнира.

Рулевое управление классифицируют по следующим признакам:

  • по расположению на машине — с левым или правым расположением
  • по конструкции рулевого механизма — червячные, реечные, кривошипно-винтовые, комбинированные и др.
  • по конструктивным особенностям рулевого привода — привод к управляемым колесам и управляемым осям или к складывающимся полурамам

Рулевое управление должно быть легким и удобным, для чего усилие на рулевом колесе и угол его поворота должны быть ограниченными. Кроме того, необходимо, чтобы рулевое управление обеспечивало правильную кинематику поворота и безопасность движения, а поворот колес происходил так, чтобы их качение не вызывало проскальзывания. Это обеспечивается соединением рулевого управления в форме трапеции.

К рулевому управлению предъявляют следующие требования:

  1. Обеспечение высокой маневренности, при которой возможны крутые и быстрые повороты на сравнительно ограниченных площадях.
  2. Легкость управления, оцениваемая усилием, прилагаемым к рулевому колесу.
  3. Высокая степень надежности действия, поскольку выход рулевого управления из строя в большинстве случаев заканчивается аварией или катастрофой.
  4. Правильная кинематика поворота, при которой колеса всех осей автомобиля катятся по концентрическим окружностям (невыполнение этого требования приводит к скольжению шин по дороге, интенсивному их изнашиванию, излишним расходам мощности двигателя и топлива).
  5. Умеренное ощущение толчков на рулевом колесе при езде по плохим дорогам, что снижает безопасность движения.
  6. Точность следящего действия, в первую очередь кинематического, при котором любому заданному положению рулевого колеса будет соответствовать вполне определенная заранее рассчитанная крутизна поворота.
  7. Отсутствие в рулевом управлении больших зазоров, приводящих к плохому держанию автомобилем дороги, к его вилянию.

Рулевое управление машины с передними управляемыми колесами состоит из переднего моста, трапеции управления, рулевого привода и рулевого механизма (рисунок а). Передние колеса устанавливают на цапфах 13, соединенных с передней осью шкворнями. Все это образует передний мост.

 Shemy-rulevogo-upravleniya-i-ustanovki-perednih-koles

Рисунок. Схемы рулевого управления и установки передних колес: а — схема рулевого управления: 1 — гидроусилитель; 2 — рулевое колесо; 3 — рулевая колонка; 4 — вал рулевого механизма; 5 — карданная передача; 6 — винт гидроусилителя; 7 — поршень-рейка; 8 — зубчатый сектор; 9 — стойки; 10- вал сошки; 11 — поворотный рычаг; 12 — поперечная тяга; 13 — поворотная цапфа; 14 — передняя ось; 15 — рулевая сошка; б — развал колес и поперечный наклон шкворня; в — продольный наклон шкворня; г — схождение колес

На цапфах закреплены рычаги 11, связанные шарнирно с поперечными тягами 12, Рычаги 11 и поперечные тяги 12 с передней осью 14 составляют трапецию управления, предназначенную для поворота колес.

Тяги 22 соединены с рулевой сошкой 15, сидящей на валу 10 с закрепленным на нем зубчатым сектором 8. Рулевая сошка и вал 10 образуют рулевой привод, передающий усилие от сошки к поворотным цапфам.

Зубчатый сектор 8 находится в зацеплении с поршнем-рейкой 7, укрепленной на винте 6 гидроусилителя, и образует рулевой механизм. Действие рулевого механизма облегчается гидравлическим усилителем. Усилие к рулевому механизму передается от рулевого колеса 2, сидящего на валу 4, через карданную передачу 5 на винт 6.

В рулевых механизмах применяют передачи типа червяк ролик, червяк — сектор, червяк — червячная шестерня и др. Передачи первого типа наиболее распространены в рулевых механизмах тракторов и грузовых автомобилей.

На отечественных автомобилях принято левое (по ходу) рулевое управление, обеспечивающее лучший обзор. У тракторов рулевое управление расположено справа, благодаря чему создаются условия для лучшего наблюдения за работой агрегата и более точного его вождения при выполнении ряда технологических операций (пахота, косьба и т. д.).

С целью облегчения управления трактором или автомобилем применяют усилители рулевого управления преимущественно гидравлического типа (в тракторах К-701, Т-150К, МТЗ-80, ЛТЗ-55, в автомобиле ЗИЛ-130).

Управляемые (направляющие) колеса трактора (автомобиля) должны быть установлены правильно, чтобы износы шин и затраты мощности на качение были наименьшими, устойчивость — хорошей, а управление — легким. Установка управляемых (передних) колес характеризуется их развалом в вертикальной плоскости и схождением в горизонтальной, а также наклоном шкворней поворотных цапф в продольной и поперечной плоскостях.

Развал колес (рисунок б) определяется установкой цапф колес с наклоном их шипов вниз. Это позволяет уменьшить нагрузки на внешний подшипник и улучшить управляемость. Угол развала колес различных машин а < 2°.

Схождение колес (рисунок г) находят по разнице размеров А и Б между серединами колес впереди и сзади, если смотреть на них сверху. Схождение колес обеспечивает правильное параллельное качение их при наличии развала и зазоров в шкворнях, рулевых тягах и подшипниках колес. В руководстве по каждой машине указывают требуемые размеры А и Б, которые проверяют специальными приспособлениями и регулируют, изменяя длину поперечной тяги рулевого управления. Схождение колес находится в пределах 2…12 мм.

Поперечный в (рисунок б) и продольный у (рисунок в) наклоны шкворня способствуют повышению устойчивости колеса в среднем положении. Угол у, характеризующий поперечный наклон шкворня, составляет у автомобилей 6…8° и определяется соответствующей формой передней оси. Угол у, характеризующий продольный наклон шкворня, изменяется в пределах 0…40 и определяется установкой цапфы передней оси в наклонном положении. Углы наклона шкворней в процессе эксплуатации машин регулировкам не подлежат.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Принцип Действия Рулевого Управления. — КиберПедия

Рулевое Управление.

Совокупность механизмов, обеспечивающих необходимый поворот передних управляемых колёс; для изменения направления движения ТБ.

· Рулевой Механизм

· Рулевой Привод

· Гидравлический Усилитель

Принцип Действия Рулевого Управления.

При повороте рулевого колеса: усилие передаётся через рулевой механизм на рулевую сошку. Сошка, поворачиваясь, передаёт усилие на продольную тягу. Рулевая тяга включает в работу гидроусилитель. Гидроусилитель через одноплечий рычаг перемещает промежуточную (продольную) рулевую тягу. Промежуточная тяга поворачивает двуплечий рычаг, который перемещает поперечные рулевые тяги рулевой трапеции. Тяги рулевой трапеции через поворотные рычаги, закреплённые на поворотных кулаках, поворачивают передние управляемые колёса.

Рулевой Механизм.

Состоит из двух частей, соединённых карданным шарниром, что позволяет изменять положение рулевого колеса и колонки, при жёстко укреплённом картере. Картеркрепится на основании кузова, а рулевая колонка удерживается двумя специальными тягами, прикреплёнными к корпусу кузова. Рулевой вал соединён с вилкой кардана. Рулевое колесо закреплено на конусной части рулевого валашпонкой и гайкой,шлицами и гайкой. Нижняя вилка кардана соединена с винтом рабочей пары. Винт с установленной на нём шариковой гайкой-рейкой вращается в двух роликовых подшипниках. Резьбовые канавки полукруглого сечения на винте в гайке-рейке образуют спиральный цилиндрический канал, заполненный шариками. Штампованные направляющие, вставленные в гайку-рейку, создают замкнутую систему для качения шариков. В зацепление с гайкой-рейкой входит зубчатый сектор, на валу которого на шлицахустановлена рулевая сошка. Сошка соединена с рулевой продольной тягой, которая в свою очередь соединена с шаровым пальцем золотника гидроусилителя. Гидроусилитель соединён с одноплечим рычагом. Одноплечий рычаг соединён с продольной промежуточной тягой. Промежуточная тяга соединена с двуплечим рычагом. Двуплечий рычаг соединён с левой поперечной рулевой тягой. Левая поперечная рулевая тяга с одной стороны соединена с левым поворотным рычагом левого поворотного кулака левой передней ступицы. С другой стороны левая поперечная тяга соединена с правой поперечной рулевой тягой правого поворотного рычага правого поворотного кулака правой передней ступицы.

Устройство Рулевого Механизма:

· Рулевое колесо,


· Гайка крепления Рулевого колеса,

· Вал рулевой колонки,

· Труба рулевой колонки,

· Верхняя Вилка карданного шарнира,

· Нижняя Вилка карданного шарнира,

· Крестовина,

· Подшипники карданного шарнира (4-ре шт.),

· Картер рулевого механизма,

· Рабочий винт, Подшипники рабочего винта,

· Гайка-рейка,

· 2-ве Направляющие,

· Зубчатый сектор с Валом,

· Рулевая Сошка,

· Крышки рулевого механизма (боковая/нижняя),

· Сливная пробка, заливная пробка (она же уровень используемой жидкости)

 

 

Двуплечий Рычаг.

Служит для передачи усилия от продольной промежуточной тяги на тяги рулевой трапеции.

Устройство:

· Кронштейн,

· Вал рычагов,

· Двуплечий рычаг,

· Регулировочная гайка,

· Гайка крепления вала рычагов,

· Конические подшипники,

· Крышка,

· Стопорная пластина.

 

 

Гидравлический усилитель.

Служит для снижения величины физического усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу, и повышает безопасность движения.

Гидравлическая система гидроусилителя руля состоит:

· Силовой цилиндр гидроусилителя с распределителем,

· Лопастной насос с бачком,

· Электродвигатель,

· Трубопроводы,

· Резиновые шланги (высокого/низкого давления).

Устройство гидроусилителя:

· Силовой цилиндр,

· Передняя/задняя крышка,

· Шток,

· Поршень,

· Корпус распределителя,

· Шарниры,

· Стакан,

· Золотник, корпус золотника, крепёжный болт золотника, крышка золотника,

· Маслопроводы,

· Маслёнка,

· Защитный чехол (защитная муфта).

Насос Гидроусилителя.

Насос гидроусилителя лопастного типа приводится в действие от низковольтного электродвигателя Г-732,с которым он соединён эластичной муфтой. Насосслужит для создания давления жидкости в гидроусилителе руля. Он имеет 2-ве полости: нагнетания, всасывания.

Устройство:

· Корпус, Крышка,

· Перепускной клапан, пружина перепускного клапана,

· Предохранительный клапан,


· Калиброванное отверстие,

· Диск,

· Статор,

· Ротор, вал ротора,

· Подшипники,

· Коллектор,

· Бачок гидронасоса, крышка бочка, Сапун,

· Фильтры,

· Лопасти.

Ротор насоса крепится на шлицах вала. Вал вращается в шариковых подшипниках, установленных в корпусе насоса. Ротор имеет 10-ть пазов, в которых свободно перемещаются лопасти. При вращении вала лопасти под воздействием центробежной силы прижимаются к поверхности статора и вытисняют жидкость из полости всасывания в полость нагнетания. В крышке насоса вмонтирован перепускной клапан, который открывается при разности давлений в полостях нагнетаний, разделённых калиброванным отверстием. С увеличением частоты вращения насоса – увеличивается перепад давления между зонами, и перепускной клапан смещается вправо, открывая отверстие в гнезде клапана, соединяющее полость нагнетания со сливным бачком. В перепускной клапан вмонтирован предохранительный клапан; он ограничивает давление масла в гидросистеме и отрегулирован на 65-70 кгс/см2.

Суммарный окружной люфт Рулевого колеса складывается из:

Износ шариков гайки-рейки.

Износ зубьев гайки-рейки.

Рулевое Управление.

Совокупность механизмов, обеспечивающих необходимый поворот передних управляемых колёс; для изменения направления движения ТБ.

· Рулевой Механизм

· Рулевой Привод

· Гидравлический Усилитель

Принцип Действия Рулевого Управления.

При повороте рулевого колеса: усилие передаётся через рулевой механизм на рулевую сошку. Сошка, поворачиваясь, передаёт усилие на продольную тягу. Рулевая тяга включает в работу гидроусилитель. Гидроусилитель через одноплечий рычаг перемещает промежуточную (продольную) рулевую тягу. Промежуточная тяга поворачивает двуплечий рычаг, который перемещает поперечные рулевые тяги рулевой трапеции. Тяги рулевой трапеции через поворотные рычаги, закреплённые на поворотных кулаках, поворачивают передние управляемые колёса.

Рулевой Механизм.

Состоит из двух частей, соединённых карданным шарниром, что позволяет изменять положение рулевого колеса и колонки, при жёстко укреплённом картере. Картеркрепится на основании кузова, а рулевая колонка удерживается двумя специальными тягами, прикреплёнными к корпусу кузова. Рулевой вал соединён с вилкой кардана. Рулевое колесо закреплено на конусной части рулевого валашпонкой и гайкой,шлицами и гайкой. Нижняя вилка кардана соединена с винтом рабочей пары. Винт с установленной на нём шариковой гайкой-рейкой вращается в двух роликовых подшипниках. Резьбовые канавки полукруглого сечения на винте в гайке-рейке образуют спиральный цилиндрический канал, заполненный шариками. Штампованные направляющие, вставленные в гайку-рейку, создают замкнутую систему для качения шариков. В зацепление с гайкой-рейкой входит зубчатый сектор, на валу которого на шлицахустановлена рулевая сошка. Сошка соединена с рулевой продольной тягой, которая в свою очередь соединена с шаровым пальцем золотника гидроусилителя. Гидроусилитель соединён с одноплечим рычагом. Одноплечий рычаг соединён с продольной промежуточной тягой. Промежуточная тяга соединена с двуплечим рычагом. Двуплечий рычаг соединён с левой поперечной рулевой тягой. Левая поперечная рулевая тяга с одной стороны соединена с левым поворотным рычагом левого поворотного кулака левой передней ступицы. С другой стороны левая поперечная тяга соединена с правой поперечной рулевой тягой правого поворотного рычага правого поворотного кулака правой передней ступицы.

Устройство Рулевого Механизма:

· Рулевое колесо,

· Гайка крепления Рулевого колеса,

· Вал рулевой колонки,

· Труба рулевой колонки,

· Верхняя Вилка карданного шарнира,

· Нижняя Вилка карданного шарнира,

· Крестовина,

· Подшипники карданного шарнира (4-ре шт.),

· Картер рулевого механизма,

· Рабочий винт, Подшипники рабочего винта,

· Гайка-рейка,

· 2-ве Направляющие,

· Зубчатый сектор с Валом,

· Рулевая Сошка,

· Крышки рулевого механизма (боковая/нижняя),

· Сливная пробка, заливная пробка (она же уровень используемой жидкости)

 

 

cyberpedia.su

Рулевое управление автомобиля. Рулевые механизмы

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, мы разделим 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.





 



РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 




autoustroistvo.ru

Рулевое управление автомобиля :: SYL.ru

Что может быть более привычным для автолюбителя, чем вид его баранки? Однако в самом начале автомобилестроения не было ни руля, ни гидроусилителей, ничего. Изначально автомобили управлялись рычагами (примерно, как современные моторные лодки). Скорость была небольшой, машина 19 века больше напоминала телегу, так что иное управление не требовалось. Только благодаря популярности гонок в 1895-1898 годах появилось рулевое управление. Однако об удобствах все еще говорить не приходилось. Только в 1927 году руль стал регулируемым, а в 60-х появился гидроусилитель. Поэтому привычная баранка, которую вы видите каждый день, имеет весьма насыщенную и богатую историю, наполненную великими открытиями.

рулевое управление

Устройство

Каково устройство рулевого управления? Оно состоит из рулевого колеса, соединенного с колонкой, рулевого механизма и привода. Рассмотрим каждый компонент по отдельности

Рулевое колесо

Рулевое колесо (как раз оно и является пресловутой баранкой) воспринимает усилия от водителя и передает их рулевому механизму. Средний диаметр колеса для легковых автомобилей – 380 – 425 мм, для грузовых – 440 — 550 мм. Чем вызвана такая разница в размерах? Чем больше диаметр, тем легче осуществить поворот и тем меньше усилий на это потребуется, однако при этом пострадает скорость выполнения. Поэтому на многих спортивных автомобилях рулевое колесо небольшое, для ускорения поворота.

Рулевая колонка

Промежуточным звеном между рулевым колесом и механизмом является рулевая колонка, представленная рулевым валом. Часто он является шарнирным, что позволяет рациональнее использовать рулевое управление автомобиля и применять откидывающуюся кабину для грузовых автомобилей. Более того, шарнирный вал уменьшает травмоопасность колонки, уменьшая смещение рулевого колеса внутрь салона при аварии, не допуская сильного травмирования грудной клетки водителя.

Также в него могут быть встроены сминаемые элементы, складывающиеся при фронтальном ударе. А для защиты от угона может использоваться механическая или электрическая блокировка. Однако она не только защищает, но и порождает весьма неприятные неисправности рулевого управления. При окислении контактов в блоке elv возможно возникновение ложных сигналов блокировки. Самостоятельно производить замену не рекомендуется, поскольку происходит полная перепрошивка системы безопасности (даже для ключей, поэтому их надо будет принести с собой).

устройство рулевого управления

Рулевой механизм

От колонки усилие передается рулевому механизму (червячному, винтовому или реечному), который усилие увеличивает и передает приводу. Самый распространенный из них – реечный, т. к. большинство легковых автомобилей оборудовано именно им. Он состоит из:

1. Рулевой рейки.

2. Рулевых тяг.

3. Рулевого наконечника.

При вращении рулевого колеса усилие передается на шестерню, приводящую в действие рейку. Она, в свою очередь, поворачивается направо или налево, в зависимости от направления поворота рулевого колеса. При движении рейки поворачиваются и рулевые тяги и поворачивают колеса.

Реечный механизм отличает простота, надежность, жесткость и высокий КПД. В то же время он очень чувствителен к ударным нагрузкам от неровных поверхностей и склонен к вибрациям. Из-за вышеописанных особенностей подобная схема используется в основном на легковых автомобилях с передним приводом и независимой подвеской.

Существует и другая система рулевого управления, а именно – с червячным механизмом. Она состоит из глобоидного червяка (стержня с резьбой и переменным диаметром), соединенного с валом, и ролика. При вращении руля ролик обкатывает червяк, который вращает ведомую шестерню, приводящую в движение сошку. Она же, в свою очередь, перемещает рулевые тяги и с их помощью происходит поворот колес.

Червячный механизм намного сложнее реечного (и, естественно, дороже в производстве), наличие большого количества соединений требует периодической регулировки, однако он менее чувствителен к ударным нагрузкам и обеспечивает большие углы поворота управляемых колес. Как следствие, заметно возрастает маневренность. Он применяется на легковых автомобилях повышенной проходимости, автобусах и небольших грузовых автомобилях. Также червячные механизмы устанавливались на старых отечественных автомобилях (подобное рулевое управление «ВАЗ» использовал при создании модели «Жигули»).

И, наконец, последний вид рулевых механизмов – винтовой. В его конструкцию входят:

— винт на валу рулевого колеса;

— перемещающаяся по винту гайка;

— нарезанная на гайке зубчатая рейка;

— соединенный с гайкой зубчатый сектор;

— рулевая сошка.

Винт и гайка соединяются с помощью шариков, что ведет к заметно меньшему износу.

При повороте руля винт вращается, перемещая гайку, шарики начинают циркулировать, в то время как гайка (с помощью рейки) перемещает зубчатый сектор. Вследствие этого перемещается сошка, и, как вы уже успели догадаться, с помощью тяг осуществляется поворот колес.

Этот механизм рулевого управления устанавливается на тяжелые грузовые автомобили и машины представительского класса.

рулевое управление автомобиля

ГУР и пневмоусилитель

Для того чтобы упростить процесс поворота руля, в систему рулевого управления устанавливаются различные усилители. Они уменьшают нагрузку на водителя и позволяют использовать механизмы с меньшим передаточным числом. Усилители бывают гидравлическими, электрическими и пневматическими.

Гидроусилитель рулевого управления (ГУР), как правило, выполняется совместно с рулевым механизмом и в качестве рабочей жидкости использует масло, схожее с тем, что заливают в коробку передач.

Принцип работы: насос, приводимый в действие ремнем коленчатого вала, засасывает масло из бачка и нагнетает в распределитель. Он же, в свою очередь, отслеживает усилие на руле и выдает дозированную порцию масла согласно этим усилиям. К примеру, если машина движется по прямой и усилия на руле нет, каналы подачи будут перекрыты и масло будет сливаться обратно в бачок. При повороте усилие увеличивается и каналы подачи масла открываются. При повороте руля до упора открываются предохранительные клапаны, сбрасывающие излишек масла (уменьшая давление), для того чтобы предотвратить повреждение механизмов.

Пневматический усилитель рулевого управления, как можно догадаться из названия, работает на сжатом воздухе. Он состоит из цилиндра двойного действия и следящего устройства и может, в отличие от ГУР, либо работать на полную мощь, либо не работать. Пока усилие на руль не превышает определенного значения, клапаны закрыты, рулевое управление работает без усилителя. Однако при переходе этого порога включается усилитель и помогает водителю справиться с поворотом.

Это оборудование в основном устанавливается на грузовые автомобили, поскольку оно обладает рядом недостатков:

1. Колеса при переключении усилителя стремятся повернуть сильнее, чем необходимо.

2. Большая шумность усилителя.

3. Неспособность гасить удары от ям и других поверхностей.

ЭУР

Электроусилитель (ЭУР) — современный вариант усилителя, в котором работу жидкости (по такому принципу функционирует гидроусилитель рулевого управления) или воздуха выполняет электромотор, помогая водителю согласно заложенной в память зависимостью. По сравнению с вышеописанными усилителями он обладает рядом достоинств:

1. Информативен (автоматическая настройка согласно скорости автомобиля).

2. Независимость усиления от числа оборотов двигателя.

3. Экономичность.

4. Не требует обслуживания.

5. Надежность.

система рулевого управления

МТЗ

Казалось бы, управление трактором кардинально отличается от опыта вождения легкового автомобиля, однако рулевое управление «МТЗ» (продукция Минского тракторного завода) по своей компоновке весьма сходно с управлением машины.

Система состоит из гидроусилителя руля и привода рулевого механизма. Существенным отличием является возможность изменения вертикального положения руля. Для того чтобы менять его, достаточно просто потянуть рукоятку справа от руля и подать его вперед до отказа. А после того как вы сядете в сиденье, потяните руль на себя до щелчка фиксатора.

Последним отличием от автомобилей служит схема срабатывания ГУР. Поскольку трактора не отличаются завидной скоростью, ГУР срабатывает только при движении со скоростью выше 10 км/ч или при движении в тяжелых дорожных условиях.

рулевое управление мтз

Мы рассмотрели устройство рулевого управления, теперь переходим к возможным его дефектам и неисправностям и к методам их устранения.

Измерение и регулировка люфта

Под рулевым люфтом имеется в виду расстояние, преодолеваемое рулем «свободно» (т. е. без отклика системы – поворачивания колес). Обычно для его измерения используется специальный прибор – люфтометр, но можно это сделать и с помощью обычного штангенциркуля.

Ход работы:

1. Установите машину на ровную и не скользкую площадку.

2. Выставляем колеса так, как будто машина движется по прямой

3. Поворачиваем руль до тех пор, пока колеса не начнут двигаться.

4. Делаем на рулевом колесе пометку (мелом, изолентой и т. д.)

5. Затем вращаем в другую сторону и делаем еще одну пометку

6. Измеряем расстояние между метками штангенциркулем

Для каждого автомобиля существует свое предельное значение люфта, при превышении которого следует провести немедленную регулировку, иначе вскоре вас ждет ремонт рулевого управления.

неисправности рулевого управления

Настройка производится с помощью винтов усиления шарниров карданчиков, которые находятся в рулевом валу.

Перед заменой рейки следует определиться, а стоит ли ее менять, в ней ли заключена проблема. Если причиной беспокойства послужил стук где-то в области рулевого механизма, то проблема может заключаться не в рейке, но плохой затяжке крепежных соединений (из-за этого возникает зазор и стук). В этом случае достаточно их подтянуть. Но если изношены опорные втулки, истерлись защитные чехлы или на рейке видны следы коррозии, то ее замена просто необходима. Иначе люфт будет становиться больше, а схема рулевого управления срабатывает хуже, что вполне может привести к аварии.

Для замены рулевой рейки не потребуется ни особое оборудование, ни выдающиеся навыки. Все, что нужно – стандартный набор инструментов, смотровая яма (подъемник, или на худой конец – колодки и домкрат) и съемник для рулевых наконечников. К слову, если с выпрессовыванием у вас возникают проблемы, а подходящего оборудования нет, то все-таки лучше сходить в сервис.

Перед началом работ следует уточнить, установлена ли рейка с гидроусилителем: если да, то перед работами необходимо высвободить трубки высокого давления и слить рабочую жидкость (к примеру, с помощью шприца).

Если гидроусилитель крепится непосредственно к рейке, то замена существенно усложнится, т. к., возможно, придется снимать подрамник автомобиля, а тут без помощи не обойтись. И если помочь некому, то лучше отправиться в сервис.

Рассмотрим «тяжелый случай», а именно с интегрированным гидроусилителем.

Приступаем к работе по ликвидации неисправности рулевого управления:

1. Снимаем защиту двигателя (при ее наличии).

2. С нового вала снимем пыльник и положим под него побольше смазки. Смазку можно использовать любую, лишь бы резину не разъедала.

3. Потребуется выполнить пару манипуляций под капотом, перед тем как спускаться ниже. Откручиваем болт в соединении рулевого вала и хвостовик на рейке.

4. Удаляем масло ГУРа, о чем говорилось выше.

5. Поднимаем автомобиль.

6. Снимаем колеса.

7. Около правого лонжерона откручиваем болт скобы, удерживающий трубку гидроусилителя руля.

8. Теперь выкручиваем из рейки два штуцера шлангов ГУР.

9. Приступаем к самой «интересной» части – будем снимать подрамник.

10. Покрываем все резьбовые соединения специальным аэрозолем WD-40.

11. Откручиваем гайки наконечников шаровых опор.

12. Откручиваем болты пальцев шаровых опор, а потом извлекаем их из соединения.

13. Выпрессовываем пальцы рулевых наконечников.

14. Разъединяем шаровые и ступицы.

15. Откручиваем пару болтов нижней опоры двигателя и снимаем ее.

16. Снимаем поперечную рейку.

17. Откручиваем гайки, которыми крепится фланец приемной трубы к катализатору.

18. Отключаем разъем лямбда – зонда под радиатором.

19. Осталось только демонтировать подрамник, и мы добрались до рейки. Ремонт рулевого управления плавно превращается в разборку автомобиля.

20. Ослабляем крепежные болты подрамника.

21. Ставим под него специальную подставку (или ту, какая есть).

22. Полностью выкручиваем болты.

23. Теперь нам нужен помощник – он разъединит хвостовик и рулевой вал на рейке с помощью отвертки.

24. Опускаем подрамник вниз. Рейка уже почти снята!

25. Выкручиваем болты крепления

26. Меняем рейку и…

Повторяем все вышеперечисленные действия, но в обратном порядке. Не забудьте вытащить заглушки из отверстий ГУРа. В итоге весь процесс займет часа 2-3.

какое рулевое управление

После замены необходимо прокачать ГУР (завести машину и покрутить рулем до упора налево и направо) и провести развал-схождение. На этом замену рейки, в которую был встроен гидроусилитель рулевого управления, можно считать законченной.

Ремонт ГУР

При вращении руля появился люфт, а в системе слышен гул? Под капотом появились подтеки жидкости и видны иные неполадки? Возможно, дело в гидроусилителе руля.

Следует оговориться, что ремонт ГУР – задача не из простых, и браться за нее надо только в том случае, если вы полностью отдаете себе отчет в том, что вы делаете.

Начать ремонт следует с диагностики – если проблема в шлангах, то при всем желании визит в сервис вам обеспечен – своими руками их восстановить весьма и весьма трудно. Если же рулевое управление стало барахлить из-за насоса, то для начала его необходимо снять. Помните, что на разных марках автомобилей, тем более у разных моделей, насосы ГУР могут быть совершенно разными, а некоторые и вовсе неразборными! Все зависит от того, какое рулевое управление используется. Так что перед тем как начать что-либо откручивать, проконсультируйтесь со специалистом. Также каждому насосу требуется (в идеале) свой ремкомплект, номер которого следует узнать.

Так как статья обзорная, то можно указать лишь общее направление разборки:

1. Чистота – залог здоровья! Поэтому как следует очистите насос и шланги от грязи, если она попадет в систему, то ремонт себя не окупит.

2. Сливаем жидкость из бака с помощью шприца (так же, как при замене рейки, рулевое управление автомобиля достаточно унифицировано).

3. Откручиваем муфты рулевого вала и снимаем сошки.

4. Откручиваем болт крепления насоса (у разных марок – в разных местах).

5. Снимаем патрубки.

6. Герметизируем штуцеры.

7. И снова тщательно чистим насос.

Насос у нас в руках, и он явно разборный (иначе мы просто потратим время зря).

1. Снимаем шкивы и откручиваем 4 болта на насосе.

2. Разбираем насос на «половинки» и осматриваем резинки – если износились, меняем. Не торопитесь растаскивать детали, сделайте фотографию насоса (или раскладывайте запчасти на отдельные листы и нумеруйте), это поможет при сборке, иначе может быть нарушена схема рулевого управления.

3. Демонтируем стопорное кольцо и ротор.

4. Достаем вал.

5. Извлекаем сальник.

6. Тщательно моем детали. Новые запчасти, которые мы будем устанавливать, следует смазать жидкостью для гидроусилителя. В некоторых моделях насосов вы можете немного подшлифовать ротор вместо того, чтобы менять, но делать это всем и для всех видов оборудования крайне не рекомендуется.

7. Собираем все в обратном порядке.

После установки насоса необходимо прокачать систему. Заливаем жидкость в бачок и крутим насос, не надевая ремень. Делается это для того, чтобы убрать воздух из системы. После всех этих процедур крайне рекомендуется заехать к специалисту на диагностику – рулевое управление ошибок не прощает.

www.syl.ru

Вам может понравится

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о