Рулевое управление легковых автомобилей: Рулевое управление автомобиля: устройство, виды и требования |

Содержание

Рулевое управление

Рулевое управление, как и тормозная система, является важнейшей системой управления транспортным средством. Оно необходимо для обеспечения движения машины в определенном направлении. На легковом автотранспорте изменение направления движения, как правило, выполняется за счет поворота передних колес (кинематический способ поворота). Направление движения можно изменить и другим способом – подтормаживанием отдельных колес. В основу функционирования системы курсовой устойчивости положен силовой способ поворота.

На современных авто рулевое управление объединяет рулевое колесо с рулевой колонкой, рулевой механизм и рулевой привод.

На рулевое колесо воздействуют усилия водителя, требуемые для изменения направления движения. Далее эти усилия проходят через рулевую колонку и передаются рулевому механизму. Рулевое колесо также осуществляет информационную функцию. Водитель получает информацию о движении автомобиля по характеру вибраций, величине усилий. На легковых машинах диаметр рулевого колеса составляет 380–425 мм, на грузовых – 440–550 мм. На спортивных авто диаметр рулевого колеса меньше, нежели на легковом автотранспорте.

Рулевая колонка являет собой рулевой вал с несколькими шарнирными соединениями. Этот элемент отвечает за соединение рулевого колеса с рулевым механизмом. При значительном фронтальном ударе колонка может складываться – это позволяет снизить риск травмирования водителя. Современные модели автомобилей оснащены функцией регулирования (электрическое либо механическое) положения рулевой колонки. Настройка может выполняться по длине, в вертикальной плоскости либо в двух направлениях. В качестве средства защиты от угона предусмотрена электрическая либо механическая блокировка рулевой колонки, причем оба метода считаются достаточно эффективными.

Рулевой механизм отвечает за увеличение усилий, приложенных к рулевому колесу, и их дальнейшую передачу рулевому приводу. Роль рулевого механизма выполняют всевозможные типы редукторов, характеризующиеся определенным передаточным числом. Механизм получил более широкое распространение на легковом автотранспорте.

Конструкция реечного рулевого механизма подразумевает наличие шестерни, которая установлена на валу рулевого колеса и связана с зубчатой рейкой. При повороте рулевого колеса рейка передвигается в ту либо иную сторону и посредством рулевых тяг поворачивает колеса. Традиционно реечный рулевой механизм расположен в подрамнике подвески машины.

На некоторых моделях Volkswagen, Porsche, Mercedes-Benz и BMW применяется рулевой механизм с переменным передаточным отношением, который предусматривает наличие зубчатой рейки с разными зонами зубьев. Форма зубьев такой рейки существенно изменяется по мере удаления от зоны прямолинейного движения. Используется косой наклон зубьев, что обеспечивает существенное уменьшение передаточного отношения, а значит, и меньший диапазон поворота рулевого колеса. Таким образом, управление автотранспортом становится более динамичным и удобным, а руль – острым и тяжелым.

Такие автопроизводители, как Renault, BMW, Toyota, Honda, Mitsubishi, Mazda, Nissan предлагают на отдельные модели легковых машин рулевые механизмы с 4 управляемыми колесами. Такое решение позволяет улучшить устойчивость и управляемость при движении авто на значительной скорости (задние и передние колеса повернуты в одну сторону), хорошую маневренность при движении на низких скоростях (задние и передние колеса повернуты в разные стороны).

Следует отметить, что эффект «подруливания» задних колес во время движения транспортного средства на значительной скорости достигается и пассивными методами. В процессе поворота машины из-за крена кузова и воздействия боковых сил деформируются резино-маталлические упругие элементы задней подвески, что, обеспечивает небольшие углы поворота колес.

Рулевой привод выполняет функции по передаче усилий, требуемых для выполнения поворота, от рулевого механизма к колесам. Этот элемент обеспечивает оптимальное соотношение углов поворота управляемых колес и препятствует их повороту в процессе работы подвески. От типа используемой подвески напрямую зависит конструкция рулевого привода.

Механический рулевой привод считается наиболее распространенным. Состоит он из рулевых шарниров и рулевых тяг. Рулевой шарнир выполняется шаровым. Конструкция шарового шарнира включает несколько элементов: корпус, шаровой палец, вкладыш и чехол, оберегающий деталь от проникновения пыли, влаги, песка. Шаровой шарнир изготовлен в виде съемного наконечника рулевой тяги, что обеспечивает его более удобную эксплуатацию. По сути, рулевая тяга с шаровой опорой является дополнительным рычагом подвески.

Рулевое управление имеет множество кинематических параметров. Из основных можно назвать четыре угла (развала, схождения, продольного и поперечного наклона оси поворота колеса) и два плеча (стабилизации и обкатки). Конструкция рулевого управления являет собой некий компромисс кинематических параметров, поскольку приходится объединять противоречащие друг другу легкость управления и устойчивость движения.

Чтобы уменьшить усилия, необходимые для поворота рулевого колеса, рулевой привод оснащается усилителем рулевого управления. Благодаря использованию усилителя можно добиться нескольких преимуществ, например, снижение физической нагрузки на водителя, быстродействие и точность рулевого управления, возможность установки рулевых механизмов с меньшим передаточным числом. Различают несколько видов усилителей: пневматический, электрический, гидравлический.

Широкое применение получил гидроусилитель руля (гидравлический усилитель рулевого управления). Существует также электрогидравлический усилитель рулевого управления – является разновидностью гидроусилителя. В этом случае привод гидронасоса осуществляется от электродвигателя. Однако, в последнее время на современные модели автомобилей все чаще устанавливают электроусилитель руля (электрический усилитель рулевого управления). От электродвигателя крутящий момент предается на зубчатую рейку либо непосредственно на вал рулевого колеса. Электроусилитель с помощью электроники может использоваться для автоматического управления машиной: в системе помощи движению по полосе, в системе автоматической парковки.

Существует также адаптивный усилитель рулевого управления. Это усилитель рулевого управления, в котором поворотное усилие изменяется в зависимости от скорости транспортного средства. Электрогидравлический усилитель Servotronic является известной конструкцией адаптивного усилителя.

Система динамического рулевого управления от Ауди и система активного рулевого управления от BMW считаются инновационными технологиями. Передаточное число рулевого механизма в этих система изменяется в зависимости от скорости автотранспорта. Компания BMW добавила в рулевой вал сдвоенный планетарный редуктор – его корпус может поворачиваться посредством электродвигателя и в зависимости от скорости машины изменять передаточное отношение рулевого механизма.

Существует перспективная конструкция рулевого управления – т. н. рулевое управление по проводам. Она подразумевает отсутствие механической связи между ведущими колесами и рулевым колесом. Благодаря данной системе обеспечивается независимое воздействие на каждое колесо посредством электропривода. Стоит отметить, что серийное применение данной системы отложено на данный момент. Обусловлено это скорее психологическим фактором, который связан с высоким риском попадания в ДТП в случае сбоя системы.

Рулевое управление

При помощи рулевого управления осуществляется поворот управляемых колес, и тем самым изменяется направление движения автомобиля.

Рулевое управление состоит из:
1) рулевого механизма;
2) рулевого привода;
3) рулевого усилителя (присутствует не на всех автомобилях).

Рулевое управление представляет собой устройство, от которого во многом зависит безопасность движения автомобиля, потому к нему предъявляются следующие требования:
1) легкость управления;
2) обеспечение хорошей маневренности автомобиля при минимальном радиусе поворота;
3) допускать минимальное боковое скольжение колес при повороте;
4) минимальная передача толчков на рулевое колесо;
5) исключать возможность возникновения автоколебаний управляемых колес;
6) высокая надежность;
7) исключать самопроизвольный поворот управляемых колес.

На большинстве автомобилей управление осуществляется поворотом управляемых колес. Практически на всех двухосных автомобилях управляемыми колесами являются передние колеса. Исключение составляют специальные автотранспортные средства с задними управляемыми колесами. В трехосных автомобилях, которые имеют сближенные оси задней тележки (например КамАЗ), управление также осуществляется передними колесами. В некоторых трехосных автомобилях управляемыми колесами являются колеса крайних осей (передней и задней). Благодаря этому автомобиль становится более маневренным и более проходимым. В таких автомобилях промежуточную ось размещают посередине автомобиля.

Рулевой механизм обеспечивает поворот управляемых колес при небольшом усилии на рулевые колеса, это достигается за счет увеличения передаточного, числа рулевого механизма. Конструкция рулевого механизма включает в себя:
1) рулевую пару (рулевую передачу), которая размещается в картере;
2) рулевой вал;
3) рулевое колесо.
Рулевой вал в зависимости от условий компоновки рулевого механизма может состоять из двух или трех частей, соединенных карданными шарнирами. Рулевое колесо в зависимости от принятого в стране направления движения может находиться справа или слева.

Рулевые механизмы в зависимости от типа рулевой передачи делятся на:
1) шестеренные;
2) червячные;
3) винтовые;
4) кривошипные.

Шестеренные рулевые механизмы выполнены в виде редуктора зубчатых колес или в виде пары из шестерни и рейки. Шестеренные рулевые механизмы, выполненные в виде пары из шестерни и рейки, широко распространены на легковых автомобилях различного класса. Достоинствами такого механизма рулевого управления являются компактность и простота конструкции. Такой механизм целесообразно ставить без усилителя на легковые автомобили малого класса, так как в этом случае толчки со стороны дороги на рулевое колесо в некоторой степени поглощаются за счет трения рейки и металлокерамического упора. На легковых автомобилях более высокого класса необходим усилитель, который и будет поглощать возникающие толчки.
Червячные механизмы широко применяют на легковых, грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение получили червячно-роликовые механизмы.

Винтовые рулевые механизмы бывают двух видов: винторычажные и винтореечные. Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются крайне редко, так как этот механизм обладает большим износом деталей, который невозможно компенсировать регулировкой. Винтореечные рулевые механизмы очень широко применяются на грузовых автомобилях различного класса и включают в себя:
1) винт;
2) шариковую гайку-рейку;
3) Сектор, выполненный в качестве единого целого с валом сошки.

На некоторых грузовых автомобилей применяют винтореечные механизмы, в которых зубья нарезаны параллельно оси вала сошки.
Кривошипные рулевые механизмы применяются редко. Они бывают одношиповыми (применялись до середины 40-х годов) и двухшиповыми. Рулевые механизмы кривошипного типа могут быть регулируемыми.

Рулевые механизмы автомобилей должны отвечать требованиям безопасности, поскольку они могут быть причиной серьезных травм водителя при любом столкновении автомобиля с препятствием. При смятии передней части автомобиля рулевой механизм перемещается в сторону водителя. При этом водитель может получить серьезную травму даже при небольшом перемещении рулевого механизма. Поэтому картер рулевого механизма располагают в том месте, где деформация при столкновении будет минимальной. Для придания рулевому управлению травмобезопасных свойств устанавливают рулевое колесо с уплотненной одной уплотненной ступицей или с двумя ступицами, а также специальный энергопоглощающий элемент, что позволяет значительно снизить тяжесть наносимых повреждений при ударе. В некоторых зарубежных конструкциях в качестве дополнительного элемента безопасности выступает энергопоглощающий сильфон. Кроме сильфона в качестве энергопоглощающего элемента может выступать перфорированный трубчатый рулевой вал, который способен сжиматься при ударе, поглощая часть энергии и уменьшая деформации.

Рулевой привод состоит из:
1) рулевой трансмиссии;
2) рычагов и тяг, которые связывают рулевой механизм с рулевой трансмиссией;
3) рулевой усилитель.
В конструкции рулевого привода имеются поперечная и продольная тяги. Поперечная тяга изготавливается из бесшовной стальной трубы, на резьбовые концы которой навертываются наконечники с шаровыми кольцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как от нее зависит величина схождения колес.

Продольная тяга связывает сошку с поворотным рычагом. Продольная тяга чаще всего применяется при зависимой подвеске. На концах тяги размещаются шаровые шарниры, которые поджимаются жесткими пружинами. За счет таких шарниров и пружин удается немного амортизировать удары, воспринимаемые управляемыми колесами.

Рулевые усилители устанавливают на легковых автомобилях высокого класса, грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах. При наличии усилителя облегчается управление автомобилем, повышается его маневренность, увеличивается безопасность движения при разрыве шины, поскольку благодаря усилителю автомобиль можно удержать на заданной траектории. Однако при использовании усилителя немного повышается износ шин и ухудшается стабилизация управляемых колес.
Рулевой усилитель состоит из:
1) источника питания;
2) распределительного устройства;
3) исполнительного устройства.

В пневматическом усилителе в качестве источника питания выступает компрессор, в гидравлическом усилителе — гидронасос. Исполнительное устройство усилителя представляет собой пневмо- или гидроцилиндр, создающий необходимые усилия. Пневматические усилители в настоящее время применяются редко.

Рулевое управление автомобиля с реечным механизмом

На переднеприводных автомобилях наиболее часто применяется рулевое управление автомобиля с реечным механизмом. Реечный рулевой механизм располагается в алюминиевом картере. В картере располагается вал-шестерня, который находится в зацеплении с рейкой. Рейка прижимается к шестерне при помощи металлокерамического упора. Благодаря этому обеспечивается беззазорное зацепление шестерни с рейкой по всему ее ходу. Ход рейки с одной стороны ограничивает напрессованное на нее кольцо, а с другой — втулка резинометаллического шарнира тяги. Полость картера защищается от грязи при помощи резинового гофрированного чехла.

Вал рулевого управления соединяется с валом-шестерней посредством упругой муфты. На верхней части вала через демпфер крепится рулевое колесо. Демпфер служит для повышения безопасности.
Рулевой привод включает в себя составные рулевые тяги, которые через шаровые шарниры соединяются с поворотными рычагами стоек. Длину рулевой тяги можно регулировать при помощи регулировочной тяги с внутренней резьбой.

Рулевое управление с механизмом передачи типа «червяк-ролик»

Такое рулевое управление применяется на заднеприводных легковых и грузовых автомобилях. Рулевой привод этого механизма включает в себя:
1) рулевую сошку, а также шарнирно соединенную с ней среднюю и левую боковые тяги;
2) маятниковый рычаг, а также шарнирно соединенную с ним правую боковую тягу;
3) поворотные рычаги.
Ось маятникового рычага вращается во втулках, которые вставлены в кронштейн оси. Кронштейн крепится к правому лонжерону пола кузова. Боковые тяги состоят из двух наконечников, которые соединяются разрезной регулировочной муфтой. Тяги крепятся к рычагам и сошке при помощи однотипных шаровых шарниров. Конструкция однотипного Шарового шарнира включает в себя шаровое кольцо, вкладыш с пружиной и опорную шайбу пружины. Шарнир защищен резиновым вкладышем и в процессе эксплуатации не требует смазки.

5 Причины вибрации рулевого колеса

Испытывали ли вы когда-нибудь неприятное чувство, когда рулевое колесо движется само по себе? Возможно, он вибрирует, трясется или тянет на дороге? Если у вас нет нового «самоуправляемого» автомобиля, движение рулевого колеса часто является признаком проблемы с вашим автомобилем, часто связанной с вашими шинами или тормозами. Игнорирование вибрации рулевого колеса может привести к тому, что эти основные проблемы перерастут в более серьезные проблемы для вашего автомобиля. Так почему трясется руль? Эксперты Chapel Hill Tire предлагают 5 возможных причин и пути их решения.

Вибрация рулевого колеса Проблема 1: Деформация тормозных дисков

Замечали ли вы, что руль трясется, когда вы замедляете или останавливаете автомобиль? Это может быть признаком деформации тормозных дисков. Ваши тормозные диски — это гладкая плоская поверхность, на которую давят тормозные колодки, чтобы замедлить или остановить ваше движение. Трение между тормозными колодками и тормозными дисками приводит к выделению тепла, что делает металл ваших дисков податливым. Со временем это давление может погнуть ваши роторы, особенно без надлежащей замены тормозных колодок.

Когда ваши тормозные диски согнуты, тормозные колодки при торможении будут давить на неровную поверхность, что вызывает тряску рулевого колеса. К счастью, это можно исправить с помощью замены тормозного диска. Если вы обнаружите эту проблему достаточно рано, ваш механик может даже восстановить поверхность ваших роторов, чтобы сделать их снова гладкими и ровными. Однако, если вы уже заметили признаки изгиба, такие как тряска рулевого колеса, этот ремонт маловероятен.

Вибрация рулевого колеса Проблема 2: Проблемы с развал-схождением шин

Система подвески вашего автомобиля предназначена для выравнивания шин, помогая им равномерно прилегать к дорожному покрытию. Со временем дорожная турбулентность, резкое вождение и другие опасности могут нарушить это выравнивание, в результате чего одно или несколько ваших колес будут стоять под перекошенным углом. Даже небольшие проблемы с развалом могут вызвать тряску или вибрацию рулевого колеса.

Помимо тряски рулевого колеса, проблемы со схождением колес могут вызвать неравномерный и ускоренный износ шин. Быстрая служба сход-развала может решить эту проблему и ее симптомы. Если вы не уверены, нужна ли вам услуга развал-схождения, принесите свой автомобиль для бесплатной проверки развала-схождения.

Вибрация рулевого колеса Проблема 3: Проблемы с балансировкой шин

Все четыре колеса должны вращаться с одинаковой скоростью, что возможно благодаря сохранению их баланса. Однако шины становятся несбалансированными из-за сезонных изменений, неровных схем вождения, плохих дорожных условий, перепадов давления и т. д. Несбалансированные шины могут воздействовать на подвеску и ось, что приводит к вибрации рулевого колеса. Эту проблему можно устранить (или предотвратить) с помощью обычной услуги по балансировке шин. В среднем ваши шины следует балансировать каждые 10 000-12 000 миль.

Тряска рулевого колеса Проблема 4: Заедание тормозного суппорта

Одной из необычных причин тряски рулевого колеса является заедание тормозных суппортов. Ваши тормозные суппорты удерживают тормозные колодки, опуская их каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете автомобиль. Хотя это редкость, тормозные суппорты могут заклинить (также называемые «залипающими» или «застрявшими»). Заклинившие тормозные суппорты могут вызвать проблемы с управлением — часто из-за тряски или вытягивания рулевого колеса. В отличие от деформированных роторов, вы заметите эту проблему во время движения, а не при торможении.

Что такое заклинивший тормозной суппорт? Как следует из названия, это когда ваш суппорт «прилипает» к ротору. Вместо того, чтобы подниматься, когда вы убираете ногу с тормоза, ваш тормоз остается прижатым к ротору — почти как если бы вы слегка нажали на тормоз во время движения. Естественно, вождение с застрявшими суппортами может быть сложным, не говоря уже о вреде для двигателя вашего автомобиля, тормозной системы, экономии топлива, шин и многого другого.

Заедание тормозных суппортов обычно происходит из-за изношенных шлангов, скопления мусора и самостоятельной установки тормозов, а также других потенциальных причин. Если вы подозреваете, что у вас застрял тормозной суппорт, как можно скорее доставьте свой автомобиль к механику.

Трясущийся руль Проблема 5: Проблемы с подвеской

Подвеска вашего автомобиля представляет собой сеть систем, соединяющих ваш автомобиль с его шинами, включая амортизаторы, витки/пружины, шарниры, втулки и многое другое. Любой из этих компонентов может столкнуться с проблемой, которая ухудшает управляемость вашего автомобиля. Как вы могли догадаться, проблемы с подвеской могут вызывать тряску руля.

Если вы исключили все другие потенциальные источники вибраций рулевого колеса, скорее всего, это проблемы с подвеской. Для определения точного характера этой проблемы, скорее всего, потребуется осмотр у профессионального механика.

Шина Chapel Hill: автосервис рядом со мной

Если вы обнаружите, что ваш руль трясется, специалисты Chapel Hill Tire придут вам на помощь. Мы с гордостью обслуживаем водителей по всей территории Треугольника с нашими механиками в Роли, Дареме, Чапел-Хилл, Карборо, Кэри и Апекс. Chapel Hill Tire также обычно обслуживает водителей из близлежащих районов, включая Найтдейл, Клейтон, Питтсборо, Гарнер, Уэйк Форест, Хиллсборо, Моррисвилл и других мест. Если вам неудобно управлять автомобилем с трясущимся рулем, наши механики приедут к вам! Для наших клиентов мы предлагаем услуги механика по вывозу и доставке. Вы можете записаться на прием онлайн или позвонить в ближайшее отделение, чтобы начать уже сегодня!

Назад к ресурсам

Carsteering и детали рулевого управления от Carsteering

ГАРАНТИЯ КАЧЕСТВАМы не продаем ничего, кроме качества

БЫСТРАЯ ДОСТАВКАБыстрая и бесплатная доставка

БЕЗОПАСНАЯ ОПЛАТА100% безопасный магазин

Мы ваш поставщик №1 высококачественных деталей рулевого управления. Если вы ищете замену рулевой рейке или рулевому редуктору, вы пришли в нужное место! Когда вы просмотрите наш онлайн-каталог рулевого управления, вы найдете отличные предложения — мы продаем продукцию премиум-класса по оптовым ценам!

У нас есть детали рулевого управления для всех марок и моделей. Все, что вам нужно сделать, это ввести правильный год, марку и модель вашего автомобиля, и мы покажем вам подходящие детали рулевого управления для вашего автомобиля. Мы отправим вам те же детали рулевого управления, которые были установлены на заводе при первоначальной покупке автомобиля. Это те же самые детали рулевого управления, которые вы могли бы приобрести у своего дилера или у механика, но мы продаем их за полцены!

Рулевое управление легковых автомобилей: Рулевое управление автомобиля: устройство, виды и требования

Рулевое управление

Рулевое управление

5 Причины вибрации рулевого колеса

Вибрация рулевого колеса Проблема 1: Деформация тормозных дисков

Вибрация рулевого колеса Проблема 2: Проблемы с развал-схождением шин

Вибрация рулевого колеса Проблема 3: Проблемы с балансировкой шин

Тряска рулевого колеса Проблема 4: Заедание тормозного суппорта

Трясущийся руль Проблема 5: Проблемы с подвеской

Шина Chapel Hill: автосервис рядом со мной

Carsteering и детали рулевого управления от Carsteering

Рекомендуемые приложения для рулевой рейки

Рекомендуемые применения в рулевом редукторе

О Carsteering.