Устройство рулевого управления, червячный и реечный механизмы

Московские пробки победят с помощью разметки

Главным образом, речь идет о сужении полос на несколько десятков сантиметров, увеличении количества полос, а также изменения схемы движения, сообщает «Коммерсант» со ссылкой на главу столичного ЦОДД Вадима Юрьева. Уже этим летом в ЦОДД планирует применить несколько точечных решений. Например, на участке Алтуфьевского шоссе в сторону центра перед Вологодским…

Найден необычный способ подзаработать на спущенных шинах

В новом календаре Pirelli снимется профессор МГУ

В съемках культового календаря приняли участие голливудские звёзды Кейт Уинслет, Ума Турман, Пенелопа Круз, Хелен Мирен, Леа Сейду, Робин Райт, а специально приглашенным гостем стала профессор МГУ Анастасия Игнатова, сообщает Mashable. Съемки календаря проходят в Берлине, Лондоне, Лос-Анджелесе и французском городке Ле Туке. Как…

Синоптики дали важный совет автомобилистам

Неожиданно холодный сентябрь вынудил российских коммунальщиков в Центральной России пересмотреть планы и начать подачу тепла в детские сады, школы, поликлиники, больницы и жилые дома. По прогнозам Гидрометцентра, классического «бабьего лета» в Москве не будет, а погода будет отличаться переменчивым характером: к примеру, в ближайшую неделю по ночам возможны заморозки до минус двух…

Штраф за непропущенного пешехода хотят увеличть

Напомним, что, согласно действующей сейчас редакции ПДД, «водитель транспортного средства, приближающегося к нерегулируемому пешеходному переходу, обязан уступить дорогу пешеходам, переходящим дорогу или вступившим на проезжую часть (трамвайные пути) для осуществления перехода». При этом статья 12.18 Кодекса об административных правонарушениях предусматривает, что за «невыполнение требования ПДД уступить дорогу…

Глава Tesla анонсировал новый секретный план

Источник - https://tdiesel.ru/what-the-worm-gear-consists-of-screw-steering-gear.html

Устройство автомобилей



Данный тип рулевого механизма устанавливается на отдельных легковых автомобилях представительского класса, а также тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.

Винтовой рулевой механизм автомобиля включает следующие основные элементы: винт, устанавливаемый на валу рулевого колеса; гайку, перемещающуюся по винту; зубчатую рейку, нарезанную на гайке; зубчатый сектор, соединенный с рейкой; рулевую сошку, расположенную на валу сектора, т. е. в работе механизма участвуют две рабочие пары – винт-гайка и рейка-зубчатый сектор.

Винт и гайка, применяемые в винтовом рулевом механизме, отличаются от обычной винтовой пары тем, что специально выполненные полости между боковыми поверхностями пары заполнены шариками.

Дорожками качения для шариков служат винтовые канавки, выполненные на теле винта и в гайке.

При повороте винта шарики циркулируют в гайке по замкнутому кругу, выкатываясь из винтового канала через отверстие с одной стороны гайки и возвращаясь в гайку через обводной канал с противоположной стороны.

Использование циркулирующих шариков позволяет заменить трение скольжения в паре винт-гайка трением качения, что повышает КПД передачи, как в прямом направлении, так и в обратном.

Это улучшает условия для стабилизации управляемых колес, но и делает механизм довольно чувствительным к толчкам со стороны дороги. Поэтому для сглаживания ударов должны устанавливаться амортизаторы или усилители рулевого управления.

Глубина винтовой канавки выполняется переменной, а толщина среднего зуба сектора увеличенной по сравнению с другими зубьями для исключения заклинивания рулевого механизма в крайних положениях.

Принципиально работа винтового рулевого механизма мало отличается от работы червячного механизма. Поворот рулевого колеса сопровождается вращением винта, который перемещает сопрягаемую с ним гайку. При этом происходит циркуляция шариков, значительно уменьшающих трение между винтовыми поверхностями.
Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним рулевую сошку.

Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным механизмом имеет больший КПД и способен передавать большие усилия.
Одним из недостатков данной конструкции является сложность подгонки деталей винтовой передачи при использовании в конструкции циркулирующих шариков.

***



Устройство винтового рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-431410 показано на рис. 3.

Редуктор соединяется с валом рулевого колеса с помощью карданного вала с двумя шарнирами. Картер 3 редуктора отлит из чугуна и имеет нижнюю 1, промежуточную 9, верхнюю 14 и боковую 19 крышки.

В картере размещается поршень-рейка 4, в которой неподвижно установлена шариковая гайка 6. Шариковая гайка собрана с винтом таким образом, что образуются винтовые канавки, в которые вкладываются шарики 8.

В паз шариковой гайки, соединенной двумя отверстиями с ее винтовой канавкой, вставляют два штампованных желоба 7, образующих трубку, по которой шарики, выкатываясь при повороте винта 5 с одного конца гайки, возвращаются к ее другому концу.

Поршень-рейка 4 находится в зацеплении с зубчатым сектором 18 вала 21 сошки, который вращается на запрессованных в картер бронзовых втулках.

Осевое перемещение вала сошки производится путем вращения регулировочного винта 20, головка которого входит в отверстие вала сошки.

При завертывании регулировочного болта уменьшается зазор в зацеплении рейка-зубчатый сектор, увеличивающийся из-за этого момент сопротивления повороту не должен превышать 500 Н. На наружный шлицованный конец вала устанавливается сошка 23.

При вращении рулевого колеса усилие водителя передается через вал рулевого колеса и карданную передачу на винт 5. Шариковая гайка 6 перемещается вдоль оси винта, увлекает за собой поршень-рейку 4, которая производит поворот зубчатого сектора 18 с валом 21 сошки вокруг своей оси.
Усилие от сошки 23 передается на рулевой привод, который поворачивает управляемое колесо.

По аналогичной схеме работают рулевые механизмы автомобилей марок «КамАЗ», «КрАЗ», «МАЗ», «БелАЗ».

***

Реечный рулевой механизм



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Источник - http://k-a-t.ru/avto_shassi_2/6_rul_vint/index.shtml

Рулевой механизм

Рулевой механизм – это основа рулевого управления и выполняет следующие функции: увеличение усилия, приложенного к рулевому колесу; передача усилия рулевому приводу; самостоятельный возврат рулевого колеса в нейтральное положение после снятии нагрузки.

По своему устройству рулевой механизм является механической передачей (редуктором), поэтому основным его параметром является передаточное число. В зависимости от вида механической передачи различают три типа рулевых механизмов: реечный, червячный, винтовой.

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм – является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Основными элементами рулевого механизма являются шестерня и рулевая рейка. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой.

Схема реечного рулевого механизма

Работа реечного рулевого механизма происходит следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается влево или вправо. Во время движения рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и совершают поворот управляемых колес.

Реечный рулевой механизм отличается простотой конструкции и как следствие,  высоким КПД, а также имеет высокую жесткость. Но такой тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от неровностей дороги, склонен к вибрациям.

По причине своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм применяется на переднеприводных автомобилях с независимой подвеской управляемых колес.

Червячный рулевой механизм

Схема червячного рулевого механизма

1 – пластина регулировочного винта вала сошки; 2 – регулировочный винт вала сошки; 3 – гайка регулировочного винта; 4 – пробка маслозаливного отверстия; 5 – крышка картера рулевого механизма; 6 – червяк; 7 – картер рулевого механизма; 8 – сошка; 9 – гайка крепления сошки к валу; 10 – шайба пружинная; 11 – сальник вала сошки; 12 – втулка вала сошки; 13 – вал сошки; 14 – ролик вала сошки; 15 – вал червяка; 16 – верхний шарикоподшипник; 17 – нижний шарикоподшипник; 18 – регулировочные прокладки; 19 – нижняя крышка подшипника червяка; 20 – ось ролика; 21 – шариковый подшипник ролика; 22 – сальник вала червяка.

Вращение рулевого колеса обеспечивает обкатывание ролика по червяку, вызывая качание сошки и перемещение тяг рулевого привода, что приводит к повороту управляемых колес.

Червячный рулевой механизм имеет меньшую чувствительность к ударным нагрузкам, обеспечивает большие углы поворота управляемых колес и как следствие лучшую маневренность автомобиля. При этом червячный механизм сложен в изготовлении и имеет высокую стоимость изготовления.

Червячный рулевой механизм используется на легковых автомобилях повышенной проходимости с зависимой подвеской управляемых колес,  грузовых автомобилях малой тоннажности и автобусах. Ранее такой тип рулевого механизма устанавливался на отечественных заднеприводных автомобилях.

Винтовой рулевой механизм

Винтовой рулевой механизм включает в себя следующие конструктивные элементы: винт на валу рулевого колеса; гайку, перемещаемую по винту;  нарезанную на гайке зубчатую рейку; зубчатый сектор, соединенный с рейкой; рулевую сошку, расположенную на валу сектора.

Схема винтового рулевого механизма

1 – картер рулевого управления; 2 – вал-сектор; 3 – гайка-рейка; 4 – шарики; 5 – стопорное кольцо; 6,9 – защитные крышки; 7 – карданный шарнир; 8 – втулка; 10 – манжета; 11 – подшипники винта;  12 – регулировочные прокладки; 13 – винт; 14 – сошка; 15 – крышка нижняя картера; 16 – уплотнительное кольцо.

Отличительной чертой устройства винтового рулевого механизма является соединение винта и гайки с помощью шариков, чем достигается меньшее трение и износ рабочей пары.Принцип работы винтового рулевого механизма похож на работу червячного механизма.

Поворот рулевого колеса приводит к вращению винта, который в свою очередь перемещает надетую на него гайку. При этом происходит вращение шариков. Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор, а вместе с ним и рулевую сошку.

Винтовой рулевой механизм по сравнению с червячным механизмом имеет более высокий КПД и реализует большие усилия. Такой тип рулевого механизма нашел применение на некоторых легковых автомобилях представительского класса, тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.

Источник - http://autoevo.net/vehicle-system/625-steering-control/312-steering-gear

Рулевое управление, рулевой механизм: принцип действия, устройство, ремонт

В основе любых нерельсовых транспортных средств лежит система рулевого управления. Для чего она нужна? Основные функции направлены на преобразование вращательного движения руля в возвратно-поступательные. Такую задачу выполняет рулевое управление и механизм. На автомобилях установлены различные системы. Давайте рассмотрим устройство и принцип действия этих узлов.

Назначение

Чтобы транспортные средства имели возможность перемещаться по направлению, выбранному водителем, нужно, чтобы они были оборудованы механизмами для управления. Конструкция его определяет, будет ли движение на автомобиле безопасным, а также то, на какой скорости водитель будет уставать и утомляться.

Требования

К рулевому управлению и механизму предъявляются определенные требования. В первую очередь, это обеспечение высокой маневренности. Кроме этого, механизм должен быть устроен таким образом, чтобы управлять транспортным средством было легко.

То есть в системе управления не должно быть даже малейшей возможности передать удары от дороги на рулевое колесо.

Важно, чтобы у системы было следящее действие. Автомобиль должен сразу же реагировать даже на самые минимальные повороты руля.

Устройство

Рассмотрим устройство механизма рулевого управления. В целом система представляет собой непосредственно механизм, усилитель, а также привод. Что касается типов, то различают:

• реечное рулевое управление;
• червячный механизм;
• винтовой.

Общее устройство достаточно простое. Конструкция логичная и оптимальная. Это доказано тем, что за много лет в автомобилестроении в механизм управления каких-либо значительных изменений внесено не было.

Колонка

Все без исключения механизмы оснащены рулевой колонкой. В ее устройство входит несколько различных узлов и деталей. Это руль, рулевой вал, а также кожух в виде трубы с подшипниками. Кроме того, колонка состоит из различных крепежных деталей, обеспечивающих неподвижность и устойчивость всей конструкции.

Функционирует данный узел очень просто. Водитель транспортного средства воздействует на рулевое управление. Механизм преобразует усилие водителя, которое передалось по валу.

Рейка

Это наиболее популярный и широко распространенный тип рулевого механизма. Таким управлением зачастую оснащают легковые автомобили, имеющие независимую систему подвески на управляемой паре колес. В основе лежит шестеренка и рейка.

Первая жестко и постоянно закрепляется к рулевому валу через кардан. Также она находится в постоянном зацеплении с зубьями на рейке. Когда водитель вращает рулевое колесо, под воздействием шестеренки двигается рейка влево или вправо. С каждой стороны к ней прикреплены тяги и наконечники.

Это части рулевого привода, которые воздействуют на управляемые колеса.

Среди преимуществ выделяют простоту и надежность конструкции, высокий КПД, меньшее число шарнирных соединений и тяг по сравнению с другими типами рулевого управления. Рулевой механизм компактен и имеет невысокую цену.

Есть и недостатки – это восприимчивость и чувствительность к дорожным неровностям. Любые толчки от передних управляемых колес тут же передаются на рулевое колесо. Вообще механизм очень боится вибраций.

Это ограничивает сферу применения этого механизма только легковыми авто и легким коммерческим транспортом (например, «Фиат Дукато» или «Ситроен Джампер»).

Стоит отметить, что реечный механизм любит аккуратную и размеренную езду по ровным дорогам. Если ездить неаккуратно, деталь начинает стучать и быстро выходит из строя. Если повредились зубья на рейке или на шестеренке, то рулевое колесо может закусывать. Это основные неисправности узла.

Червяк

Червячный механизм рулевого управления сейчас считается уже устаревшим. Но его обязательно нужно рассмотреть, ведь им оснащены старые автомобили (например, «классика» от АвтоВАЗа), а они до сих пор находятся в эксплуатации.

Механизм рулевого управления УАЗа устроен и работает так же.

В основе червячного редуктора лежит зубчатый винт переменного диаметра. Он зацеплен с другими элементами. Это ролик и вал рулевой колонки. На данном валу установлен специальный рычаг – сошка. Последняя связана с рулевыми тягами.

Работает все это следующим образом. Когда водителю нужно изменить направление движения, он воздействует на руль. Тот поворачивается и воздействует на вал колонки. Вал в свою очередь действует на червячный. Ролик катается по рулевому валу, отчего сошка также приводится в движение. Вместе с сошкой двигаются рулевые тяги, а затем и пара передних управляемых колес.

Данный тип механизма имеет невысокую чувствительность к ударным нагрузкам в отличии от реечного механизма. Что касается других характеристик, то можно выделить больший выворот колес и улучшенную маневренность.

Многие автомобилисты встречали данную систему на автомобилях ГАЗ, ВАЗ и других. Но такой редуктор также встречается на дорогих комфортабельных машинах люкс-класса с большой массой и передней независимой подвеской.

Винтовой редуктор

В данном механизме работает вместе несколько элементов. Это винт, установленный на валу рулевой колонки, гайка, которая движется по винту, зубчатая рейка и соединенный с рейкой сектор. Последний оснащен валом, а на нем закреплена рулевая сошка. Данные редукторы встречаются, в основном, на грузовиках – так устроен механизм рулевого управления «КамАЗа».

Особенность данного механизма – это винт и гайка, соединенные между собой посредством шариков. За счет этого удалось достичь снижения трения и износа этой пары.

Что касается принципа действия, то работает данный механизм примерно так же, как и червячный. Когда поворачивают рулевое колесо, вращается винт, перемещающий гайку. При этом циркулируют шарики. Гайка через зубчатую рейку двигает сектор, а вместе с ним двигается и сошка.

Данный механизм отличается высоким КПД и способен реализовывать значительные усилия. Применяется система не только на грузовиках, но и на легких автомобилях (в большинстве своем представительского класса).

Также подобное управление встречается и на автобусах. Можно встретить аналогичный механизм рулевого управления на «ГАЗели». Но это касается лишь старых моделей, а также версий бизнес-класса.

На новых «Некстах» используется уже рейка.

Неисправности

Неисправности механизмов рулевого управления считаются одними из самых серьезных поломок автомобиля. Так как на большинстве легковых авто установлен реечный механизм, то количество поломок существенно сократилось.

В процессе активного использования автомобиля естественным образом изнашиваются рабочие участки ролика подшипников, вала сошки, червяка. Также стирается регулировочный винт. Вследствие износа в рулевых механизмах появляются зазоры, которые могут спровоцировать стуки при движении.

Нередко эти зазоры способны вызывать вибрации на управляемых колесах, потерю устойчивости авто. Определить появление зазоров можно по увеличившемуся люфту на рулевом колесе. Зазор возникает в паре червяк-ролик. Затем вырастает осевое перемещения червяка.

Зазоры можно устранить регулировкой.

Причины неисправности

Среди причин типовых неисправностей можно выделить несколько самых основных, Так, первая и главная причина, по которой выходят из строя рейки — это качество дорог. Затем можно отметить периодические нарушении правил эксплуатации, использование некачественных комплектующих, неквалифицированный ремонт механизмов рулевого управления.

Признаки

Если в процессе движения на авто явно на слух определяется стук, то это говорит о том, что сильно изношено шарнирное соединение наконечника тяги. Также эти же симптомы могут сообщить о чрезмерно изношенной шаровой опоре.

Если ощущается биение на руле, то возможно, изношен шарнир на наконечнике тяги, разрушенный подшипник вала. Когда на руле явно ощущается свободный ход, то это тоже говорит об изношенности тяги или неисправной передающей паре.

Регулировка

Данный процесс представляет собой комплекс из операций, направленных на снижение люфта руля, повышение точности при движении, скорости реагирования автомобиля на действия водителя. Для настройки нужно верно выставить осевой и боковой зазоры вала сектора и червяка. Правильные настойки обеспечат незначительный люфт.

Процесс регулировки представляет собой отворачивание контрящей гайки и закручивание регулировочного винта. При этом постоянно в процессе закручивания винта нужно проверять наличие люфта. После того как он устранен, винт фиксируется в положении контргайкой.

Заключение

Это все существующие на сегодня виды рулевых механизмов. Мы узнали, как они устроены, вкратце ознакомились с их принципом действия, узнали о признаках неисправностей. Эта информация может помочь в процессе ремонта или планового технического обслуживания автомобиля.

Важно помнить, что рулевое управление – очень важный узел и нужно всегда содержать его в исправном состоянии.

С его помощью водитель может быстро менять направление движения транспортного средства, что позволяет маневрировать авто на любом участке дороги, быстро реагировать при возникновении опасных ситуаций.

Источник

Источник: https://ruud.ru/avtomobili/12754-rulevoe-upravlenie-rulevoj-mexanizm-princip-dejstviya-ustrojstvo-remont/

Устройство и принцип работы рулевого управления

Основным узлом в любом транспортном средстве является рулевое управление.  Для чего же нужно рулевое управление? За все время совершенствования конструкции системы, основной принцип работы рулевого управления остался прежним.

Он заключается в преобразовании и передачи физического усилия водителя во время воздействия на руль автомобиля на колеса.

Другими словами узел рулевого управления обеспечивает обратную связь, позволяя изменять траекторию движения транспортного средства.

Устройство рулевого управления

Из чего состоит рулевое управление автомобиля? Общее устройство конструкции этого узла на транспортных средствах представлена следующими элементами:

• колеса;
• рулевой привод;
• механизм рулевого управления;
• тяги и колонка.

Схема взаимодействия руля автомобиля с ведущей колесной парой не является сложной. Водитель через привод передает усилие на рулевой механизм, который обеспечивает поворот колес.

Помимо этого, узел, обеспечивая обратную связь, предоставляет информацию о состоянии дорожного покрытия.

Средний диаметр руля легкового транспорта составляет примерно 400 мм. В грузовой и специальной технике руль несколько больше, а в спорткарах меньше.

Что входит в рулевое управление?

Между рулем и механизмом расположена рулевая колонка, которая представлена прочным валом с шарнирными соединениями.

Особенностью конструкции колонки является минимальный риск получения травматизма водителя в случае ДТП, поскольку при сильном лобовом столкновении происходит ее схлопывание.

Для комфортной эксплуатации транспортного средства, положение рулевой колонки настраивается при помощи механического либо электрического привода. Помимо этого, предусмотрена система блокировки механизма, которая позволяет предотвратить угон автомобиля.

1. Реечный механизм, конструкция которого состоит из набора смонтированных на валу шестерней, агрегатируемых с рейкой, на одной из ее плоскостей по всей длине нанесены специальные зубцы. При вращении руля усилие через колонку передается рулевой рейке, в результате чего она свободно перемещается, взаимодействуя с рулевыми тягами и поворачивая колеса. Необходимо заметить, что рулевое управление автомобилем может иметь рейку, на которой располагаются зубья с переменным шагом. Такая конструкция значительно повышает эффективность управления транспортным средством.
2. Червячный рулевой механизм. Его принцип функционирования следующий: «червяк» при взаимодействии с ведомой шестерней передает усилие сошке. В свою очередь, сошка рулевого управления взаимодействует с одной из тяг, конец которой заканчивается маятниковым рычагом. Этот рычаг смонтирован на опоре. При повороте руля сошка приводит в движение боковую тягу одновременно со средним рычагом, который взаимодействует со второй боковой тягой и изменяет ее положение. Благодаря этому осуществляется поворот ступиц управляемых колес.

Большинство современных моделей автомобильного транспорта имеют инновационную систему управления всеми четырьмя колесами.

Благодаря этому значительно улучшается динамика движения транспортного средства на местности со сложным рельефом.

Помимо этого, рулевое управление автомобиля адаптированное на все колеса позволяет добиться большей маневренности при скоростной езде. Это возможно благодаря повороту каждого из колес.

Примечательно, что в рулевом управлении подруливание колес может осуществляться системой в пассивном режиме. Это возможно благодаря наличию в конструкции задней части подвески специальных упругих резинометаллических деталей.

При возникновении крена кузова за счет изменения величины и направления нагрузки осуществляется изменение направления движения. Рулевое управление с функцией подруливания задних колес позволяет эффективно распределить усилие для поворота всех колес.

Помимо этого, такая система не позволяет осуществить поворот колес при активном состоянии подвески.

В конструкцию адаптивной системы подруливания входят шарниры и тяги. Шарнир имеет несколько элементов в своем составе, для удобства использования его конструкция представлена в виде снимающегося наконечника. Кинематическую схему рулевого управления автомобиля удобнее всего представить в идее прямоугольника, на каждой из сторон которого находятся:

• плечи;
• угол схождения;
• развал;
• продольный и поперечный наклон.

Плечи, продольный и поперечный наклон обеспечивают стабилизацию движения, в то время как остальные параметры находятся в постоянном противодействии. Поэтому еще одной задачей рулевого управления является стабилизация всех возникающих в процессе движения сил.

Роль усилителя в системе рулевого управления

Этот элемент помимо того, что позволяет снизить усилие прикладываемое водителем к рулевому колесу, позволяет значительно увеличить точность управления автомобилем. Благодаря наличию усилителя в конструкции рулевого управления появилась возможность использовать в системе элементы, обладающие небольшой величиной придаточного числа. Усилители системы управления делятся на три типа:

1. Электрический.
2. Пневматический.
3. Гидравлический.

Однако большее распространение получил последний тип. Гидравлика отличается надежностью конструкции и плавностью работы, но требует технического обслуживания по замени жидкости.

Электроусилитель рулевого управления встречается реже, но все же большинство моделей современной автомобильной техники укомплектовано именно им. Усиление в нем обеспечивает электрический привод.

Заметим, что электронное управление отличается наличием расширенного ряда возможностей, но изредка требует проверки и регулировки.

Что такое автоматическое рулевое управление?

Одной из перспективных разработок в автомобилестроении является интеллектуальная система автоматического управления транспортными средствами.

Можно сказать, что автопилот, описанный большинством писателей-фантастов в своих произведениях, теперь стал реальностью.

Сегодня современной автомобильной технике по силам выполнение большинства действий без участия водителя, самым распространенным из которых является парковка.

Управление таким редуктором осуществляется при помощи электропривода, в результате чего удается совместно с изменением скорости транспортного средства изменять придаточное отношение при передаче усилия от руля к поворотным колесам.

Благодаря такому техническому решению значительно повышается быстродействие, и обеспечивается максимально точная обратная связь.

Источник: https://automorum.ru/sistemy-avtomobilya/rulevoe-upravlenie/ustrojstvo-rulevogo-upravleniya.html

Как отрегулировать развал-схождение своими руками?

Рулевое управление автомобиля – совокупность узлов и механизмов,которые позволяют изменять направление движения авто путем принудительного поворота колес передней оси в нужную сторону (кинематический тип управления). Относится эта составляющая к системам управления авто, и от нее напрямую зависит безопасность движения.

На технике помимо кинематического типа рулевого управления (за счет поворот колес управляемой оси) используется силовой тип (за счет притормаживания нужных колес или «перелома» рамы). Второй тип нашел распространение только на спец. технике.

На автомобилях же используется исключительно кинематический тип рулевого управления.

Хотя в современных автомобилях силовой тип может использоваться как вспомогательный — система курсовой устойчивости «подруливает» авто путем притормаживания колес, обеспечивая более уверенный вход авто в поворот.

Конструкция рулевого управления автомобиля

Рулевое управление автомобиля состоит из трех компонентов:

1. Колонки.
2. Механизма.
3. Привода.

За счет взаимодействия этих компонентов между собой осуществляется передача действий водителя на колеса управляемой оси, что и обеспечивает их поворот.

Дополнительно в конструкцию авто входит вспомогательный механизм – усилитель рулевого управления, частично компенсирующий усилие водителя,тем самым упрощая управление машиной.

Колонка

Рулевая колонка представляет собой вал, посредством которого усилие водителя передается на механизм. Один конец этого вала заведен в салон, и на него посажен руль (шлицевым соединением), посредством которого водитель и осуществляет действия для изменения направления движения (вращает его).

В современных авто рулевой вал является составным – состоящим из нескольких частей, соединенных между собой карданными шарнирами. Достоинства этой конструкции:

1. Возможность регулировки. Составное устройство позволяет водителю настроить для себя удобное положение руля (изменить вылет и угол наклона колонки);
2. Повышение безопасности. Составная конструкция является травмобезопасной — за счет карданных шарниров при фронтальном ударе авто о препятствие, колонка «ломается», а не выходит в салон навстречу водителю;

Вал рулевой колонки пустотелый, что позволяет протянуть внутри него проводку для питания  элементов – клавиши звукового сигнала, пиропатрона подушки безопасности, системы подогрева рулевого колеса.

На колонку устанавливается ряд органов управления оборудованием авто:

• переключатель поворотников;
• рычаг установки режима работы головного света (ближний, дальний свет);
• переключатель стеклоочистителей и системы омыва лобового и заднего стекла;
• переключатели передач КПП (в авто, оснащенных АКПП, РКПП, вариатором);
• клавиши управления мультимедийной системой, круиз-контролем (непосредственно на руле);
• замок зажигания;

Расположение указанных элементов на рулевой колонке обеспечивает удобный доступ к ним водителю.

Механизм

Рулевой механизм червячного типа

Рулевой механизм ключевой в системе. Этот узел обеспечивает увеличение усилия, приложенного водителем к рулю, и передачу его на привод.

Чаще всего используется рулевой механизм двух видов: червячный и реечный.

В червячном рулевом механизме основными элементами являются червячок и ролик. На легковых авто распространение получил механизм типа «шестерня-рейка».

В узле этой конструкции вращательное движение шестерни преобразуется в возвратно-поступательное перемещение рейки с зубчатым сектором. Именно шестерня и рейка — ключевые элементы механизма.

Косозубая шестерня жестко посажена на второй конец вала рулевой колонки, поэтому воздействие на руль приводит к вращению шестеренки.

Благодаря зубьям шестеренка имеет постоянное зацепление с зубчатым сектором на рейке. Сама рейка представляет собой  шток, поэтому вращение шестерни приводит к смещению рейки по продольной оси (к примеру, при вращении руля влево, рейка уходит вправо). Рулевая рейка связана с рулевым приводом, воздействующим на колеса.

За счет такой конструкции механизма и обеспечивается передача усилия (и его увеличение благодаря заданному передаточному соотношению) от руля к приводу.

Статья в тему:

Привод

Рулевой привод включает в себя систему тяг, соединяющих рейку с поворотными кулаками колес. К рейке тяги закрепляются жестко, а вот с поворотными кулаками они соединяются через рулевые шаровые наконечники.

В зависимости от конструкции подвески, в роли поворотного кулака может выступать амортизационная стойка (подвеска МакФерсона) или ступица колеса (в рычажных подвесках).

В подвеске МакФерсона возможность вращаться стойке вокруг оси обеспечивается опорным подшипником и шаровой опорой. В рычажных же подвесках вращение ступицы осуществляется за счет использования двух шаровых опор (верхней и нижней). Опоры и опорные подшипники хоть и являются составными элементами подвески, но от них зависит и работа рулевого управления.

Принцип работы рулевого управления

Для примера возьмем ситуацию, при которой водителю необходимо повернуть налево.

Вращение руля влево валом колонки передается на шестерню, и она тоже вращается в ту же сторону. За счет зубчатого зацепления шестеренка смещает рейку вправо.

Сдвигаясь, рейка тянет левую рулевую тягу, из-за чего амортизационная стойка или ступица  проворачивается вокруг оси влево, обеспечивая поворот левого колеса в нужную сторону.

Разница углов поворота обеспечивается заданием установочных углов (развала и схождения) управляемым колесам.

Усилители

Рулевое управление автомобилей сейчас комплектуется усилителями, обеспечивающими повышение усилия, прикладываемого водителем к рулю.

Наибольшее распространение получили усилители гидравлического и электрического типов.

В электрическом усилителе дополнительно усилие создается электродвигателем с редуктором. На автомобилях используется два типа электроусилителей – располагаемых на колонке и воздействующих на ее вал, а также входящие в конструкцию механизма (взаимодействует с рейкой).

Износ и неисправности 

Система управления автомобилем обладает сравнительно простой конструкцией, что обеспечивает узлу большой ресурс. Но со временем составные компоненты рулевого управления изнашиваются (ломаются они реже), что сильно сказывается на управляемости авто, а соответственно и на безопасности движения.

Износу подвержены компоненты, которые взаимодействуют с иными составляющими или обладают подвижными элементами:

• карданные шарниры колонки;
• пара «шестерня-рейка»;
• втулки рейки;
• рулевые наконечники;

Износы указанных компонентов приводят к появлению люфта в рулевом управлении, из-за которых снижается управляемость машины (уменьшается взаимосвязь между управляемыми колесами и рулем).

Поскольку люфты в компонентах узла появляются сразу и от них не избавиться, установлены граничные нормы износа рулевого управления. Для легковых авто критическим является суммарный люфт, превышающий 10 град., а для грузовых авто – 20 град. Суммарный люфт определяется с помощью специального прибора – люфтомера.

Если люфт превышает граничные нормы, узел требует ремонта. Устранение износа в наконечниках, карданных шарнирах выполняется путем их замены.

Для устранения люфта в паре «шестерня-рейка» в конструкции механизма предусмотрен специальный регулировочный винт, которым «выбирается» зазор, образованный между зубьями. Но при сильном износе зубьев регулировка уже невозможна, и восстановление нормальной работоспособности механизма выполняется путем ремонта с заменой изношенных элементов.

Помимо износа в узле возможно и появление неисправностей, которые проявляются в виде повышения усилия при повороте в сторону, подклиниваний, хрустов. Такие симптомы указывают на поломки в механизме – выкрашивание зубьев шестерни и сектора рейки, их граничный износ.

То и ремонт

Обслуживание системы управления автомобиля включает в себя ряд операция:

1. Регулировка углов развала/схождения (каждый раз после ремонта, связанного с подвеской и управлением);
2. Диагностика состояния компонентов (визуальный осмотр, замер суммарного люфта, проверка степени износа подвижных компонентов);
3. Регулировка зацепления в рабочей паре механизма;

Рулевое управление хорошо поддается ремонту. Замена составляющих системы требуется редко, зачастую удается восстановить работоспособность управления путем ремонта с использованием ремкомплектов и запчастей.

Источник: http://AvtoMotoProf.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/rulevoe-upravlenie/

Рулевое управление

Задача рулевого
механизма состоит в том, чтобы изменять
направление движения автомобиля. В
большинстве автомобилей можно изменить
лишь направление передних колес, но
существуют современные модели, управление
которыми происходит путем изменения
направления всех четырех колес.

Система рулевого
управления легкового автомобиля состоит
из рулевого устройства и привода. В
результате вращения рулевого колеса
двигатель начинает поступательное
движение. Затем управляемые колеса
поворачиваются, и автомобиль меняет
свое направление.

В ходе этого
процесса изначальное движение водителя
усиливается в несколько раз. Схема
рулевого устройства показывает, какие
детали и механизмы задействуются в
процессе управления автомобилем.

Гидроусилители облегчают управление
автомобилем и повышают безопасность
движения.

а) традиционная
схема; b)
реечное рулевое управление;

1 – рычаг поворотного
кулака; 2 – боковая рулевая тяга; 3 –
маятниковый рычаг; 4 – по­перечная
рулевая тяга или зубчатая рейка; 5 –
рулевое колесо; 6 – рулевой вал; 7 – кар­тер
рулевого механизма; 8 – рулевая сошка.

Рисунок 3.7 – Схема
рулевого управления

Червячный тип
рулевого механизма

Рисунок 3.8 -Червячный тип
рулевого механизма

Это самый древний
тип рулевого управления. Система состоит
из картера со встроенным винтом,
получившим название «червяк». «Червяк»
напрямую соединяется с рулевым валом.

Помимо винта, в системе присутствует
еще один вал с роликом-сектором. Вращение
руля приводит к вращению «червяка» и
последующему вращению ролика-сектора.

К ролику-сектору присоединена рулевая
сошка, связанная посредством шарнирного
управления с системой тяг.

В результате работы
этой системы тяг управляемые колеса
поворачиваются, и автомобиль изменяет
направление движения. Червячный тип
рулевого механизма имеет ряд недостатков.
Во-первых, это большая потеря энергии
за счет большого трения внутри механизма.

Во-вторых, отсутствует
жесткая связь между колесами и рулем.
В-третьих, для того, чтобы изменить
направление движения, нужно обернуть
руль несколько раз, что не только выглядит
несовременно, но и не соответствует
существующим в мире стандартам управления.

Рулевой механизм
с трехгребневым роликом и глобоидным
червяком

Рулевой механизм
может представлять собой червячную,
винтовую, кривошипную, зубчатую передачи
или комбинацию таких передач. Большее
распространение среди легковых
автомобилей получили рулевые механизмы
в виде червячной передачи с глобоидным
червяком и шестерни – рейки (реечного
типа). Рассмотрим данные рулевые механизмы
более подробно.

Рисунок 3.9 –
червяк-ролик

Рулевое колесо
закреплено на верхнем конце вала 10. На
противоположном конце вала на шлицы
напрессован глобоидный червяк
13,опирающийся на конические роликоподшипники
12 и 21. В зацеплении с червяком находится
трёхгребневый ролик 16, посаженный на
двух шарикоподшипниках15 и 20, между
которыми помещена распорная втулка17.

Ось 14 ролика закреплена в вильчатом
кривошипе 18 вала 7 сошки. Вал 7 сошки
уплотнён манжетой 6. Сошка на конических
шлицах вала укреплена гайкой 9. Вал имеет
сдвоенные шлицы, обеспечивающие
правильность установки сошки под
необходимым углом.

На картеле рулевого
механизма сделаны выступы, служащие
упорами для ролика при поворотах сошки
из среднего положения в крайние на угол
.

Оси ролика и червяка лежат
в разных плоскостях, поэтому для
уменьшения зазора в зацеплении достаточно
переместить вал сошки в сторону червяка,
вворачивая винт 3. Для фиксирования
регулировочного винта служат стопорная
шайба, штифт 5 и навернутая на винт гайка.

Аналогичное устройство рулевого
механизма имеет многие российские
легковые автомобили.

Червячный механизм
состоит из:

– глобоидного
червяка (червяка с переменным диаметром);

– рулевого вала;

– ролика.

Рисунок 3.10 –
червячно- роликовый механизм

На валу ролика за
корпусом рулевого механизма установлен
рычаг (сошка), который связан с тягами
рулевого привода.

Червячный механизм
используется на машинах повышенной
проходимости с зависимой подвеской
управляемых колес и легких грузовых
автомобилях.

Принцип работы:

1. С вращением
рулевого колеса обеспечивается
перемещение ролика по червяку (обкат),
качание сошки.

2. Происходит
перемещение тяги рулевого привода,
благодаря чему колеса поворачиваются.

Винтовой тип
рулевого механизма

Рисунок 3.11-Винтовой тип
рулевого механизма

1-рулевой
механизм;2-уплотнитель;3-карданный
шарнир;4-рулевой вал;5-труба рулевой
колонки;6-контактное кольцо;7-гайка;8-рулевое
колесо;

9-подшипник;10-рулевая
сошка;11-шарнир наконечника боковой
тяги;12-поворотный рычаг;13-стяжной
хомут;14-регулировочная трубка;15-шарнир
тяги сошки;16-боковая тяга;17-шарнир
боковой тяги;18-тяга сошки;19-наконечник
рулевой тяги;20-шарнир маятникового
рычага;21-маятниковый рычаг;22-кронштейн
маятникового рычага;23-резьбовая
заглушка;24-коническая пружина;25-опорная
пята;26-проушина тяги;27-корпус шарнира;

28-пластмассовая
распорная втулка;29-резиновый уплотнитель
шарнира боковой тяги;30-проушина
поворотного рычага или тяги сошки;31-шаровой
палец;32-гайка пальца шарнира;33-шплинт
резьбовой заглушки;34-пластмассовый
сухарь;35-резиновый уплотнитель шарнира
тяги сошки;36-металлическая распорная
втулка;37-палец маятникового рычага;38-гайка
пальца маятникового рычага;39-втулка;40-резиновая
защитная втулка;41-резиновая защитная
втулка.

Винтовой механизм
по-другому называют «винт-шариковая
гайка». Разрабатывая эту систему,
конструкторы заменили «червяка»
специальным винтом с присоединенной к
нему шариковой гайкой. На внешней стороне
гайки располагаются зубья, которые и
входят в контакт с таким же, как и в
предыдущей системе, роликом-сектором.

Благодаря
такому решению удалось значительно
уменьшить трение, увеличить отдачу и
облегчить управление.

Однако наличие
все той же сложной системы тяг, большие
размеры и неудобная форма винтового
механизма привели к тому, что винтовая
система была признана также неприспособленной
к современным условиям.

Однако некоторые
известные автопроизводители до сих пор
используют механизм «винт-шариковая
гайка» при изготовлении машин с продольным
двигателем. Подобные механизмы имеют
автомобили Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero и другие.

Реечный тип рулевого
механизма

Рисунок 3.12 -Реечный тип
рулевого механизма

1-наконечник рулевой
тяги;2-шаровой шарнир наконечника;3-поворотный
рычаг;4-контргайка;5-тяга;6-внутренние
наконечники рулевых тяг;7-болты крепления
рулевых тяг к рейке;8-внутренние
наконечники рулевых тяг;9-скоба крепления
рулевого механизма;10-опора рулевого
механизма;11-защитный чехол;12-соединительная
пластина;13-стопорная
пластина;14-сайлентблок;15-демпфирующее
кольцо;16-опорная втулка рейки;17-рейка;18-картер
рулевого механизма;19-стяжной болт
муфты;20-нижний фланец эластичной
муфты;21-верхняя часть облицовочного
кожуха;22-демпфер;23-рулевое колесо;24-шариковый
подшипник;25-вал рулевого управления;26-нижняя
часть облицовочного кожуха;27-кронштейн
крепления вала рулевого управления;28-защитный
колпачок;29-роликовый подшипник;30-приводная
шестерня;31-шариковый подшипник;32-стопорное
кольцо; 33-защитная шайба;34-уплотнительное
кольцо;35-гайка подшипника;36-пыльник;37-уплотнительное
кольцо упора;38-стопорное кольцо гайки
упора;39-упор рейки;40-пружина;41-гайка
упора;42-палец шарового шарнира;43-защитный
колпачок;44-вкладыш шарового пальца; А.
метка на пыльнике; В. метка на картере
рулевого механизма; С. поверхность
шарового шарнира; D. поверхность
поворотного рычага.

Реечная конструкция
– самое распространенное устройство
рулевого управления. Сила этой конструкции
заключается в ее простоте. Этот простой
и прогрессивный механизм используется
при производстве 90% автомобилей.

В основе
устройства рулевой рейки лежит основной
элемент – вал-рейка. Вал-рейка оснащена
поперечными зубьями. На рулевом валу
располагается шестерня, которая
зацепляется за зубья рулевого вала и
перемещает рейку.

Благодаря
использованию этой системы удалось
добиться минимизации количества
шарнирных соединений и значительного
сохранения энергии. Каждому колесу
«полагается» по два шарнира и по одной
тяге.

Рулевая рейка
обеспечила практически прямую связь
между рулем и колесами, а значит, в
несколько раз увеличила легкость
управления автомобилем.

Такое рулевое
устройство автомобиля сделало возможным
изменять направление движения минимальным
количеством оборотов руля.

Еще одно преимущество
реечной конструкции – размер и форма
картера. При своем небольшом размере и
продолговатой форме, картер способен
разместиться в автомобиле где угодно.
Автопроизводители размещают картер
над двигателем, под двигателем, впереди
или сзади, исходя из модели автомобиля.

1 – шестерня: 2 –
зубчатая рейка

Рисунок 3.13 – Реечный
рулевой механизм

Источник: https://StudFiles.net/preview/4294005/page:2/