Рулевое управление автомобиля: виды, типы. Виды рулевого управления

3.Основные типы рулевых механизмов и приводов

3.1.Рулевой механизм.

Он обеспечивает поворот управляемых колес с небольшим усилием на рулевом колесе. Это может быть достигнуто за счет увеличения передаточного числа рулевого механизма. Однако передаточное число ограничено количеством оборотов рулевого колеса. Если выбрать передаточное число с количеством оборотов рулевого колеса больше 2-3, то существенно увеличивается время, требуемое на поворот автомобиля, а это недопустимо по условиям движения. Поэтому передаточное число в рулевых механизмах ограничивают в пределах 20-30, а для уменьшения усилия на рулевом колесе в рулевой механизм или привод встраивают усилитель.

Ограничение передаточного числа рулевого механизма также связано со свойством обратимости, т. е. способностью передавать обратное вращение через механизм на рулевое колесо. При больших передаточных числах увеличивается трение в зацеплениях механизма, свойство обратимости пропадает и самовозврат управляемых колес после поворота в прямолинейное положение оказывается невозможным.

Рулевые механизмы в зависимости от типа рулевой передачи разделяют на:

Рулевой механизм с передачей типа червяк - ролик имеет в качестве ведущего звена червяк, закрепленный на рулевом валу, а ролик установлен на роликовом подшипнике на одном валу с сошкой. Чтобы сделать полное зацепление при большом угле поворота червяка, нарезку червяка выполняют по дуге окружности - глобоиде. Такой червяк называют глобоидным.

В винтовом механизме вращение винта, связанного с рулевым валом, передается гайке, которая заканчивается рейкой, зацепленной с зубчатым сектором, а сектор установлен на одном валу с сошкой. Такой рулевой механизм образован рулевой передачей типа винт-гайка-сектор.

В шестеренчатых рулевых механизмах рулевая передача образуется цилиндрическими или коническими шестернями, к ним же относят передачу типа шестерня-рейка. В последних цилиндрическая шестерня связана с рулевым валом, а рейка, зацепленная с зубьями шестерни, выполняет роль поперечной тяги. Реечные передачи и передачи типа червяк-ролик преимущественно применяют на легковых автомобилях, так как обеспечивают сравнительно небольшое передаточное число. Для грузовых автомобилей используют рулевые передачи типа червяк-сектор и винт-гайка-сектор, снабженные либо встроенными в механизм усилителями, либо усилителями, вынесенными в рулевой привод.

3.2.Рулевой привод.

Конструкции рулевого привода различаются расположением рычагов и тяг, составляющих рулевую трапецию, по отношению к передней оси. Если рулевая трапеция находится впереди передней оси, то такая конструкция рулевого привода называется передней рулевой трапецией, при заднем расположении - задней трапецией. Большое влияние на конструктивное исполнение и схему рулевой трапеции оказывает конструкция подвески передних колес.

При зависимой подвеске (рис. 2.(а)) рулевой привод имеет более простую конструкцию, так как состоит из минимума деталей. Поперечная рулевая тяга в этом случае сделана цельной, а сошка качается в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. Можно сделать привод и с сошкой, качающейся в плоскости, параллельной переднему мосту. Тогда продольная тяга будет отсутствовать, а усилие от сошки передается прямо на две поперечные тяги, связанные с цапфами колес.

При независимой подвеске передних колес (рис. 2.(б)) схема рулевого привода конструктивно сложнее. В этом случае появляются дополнительные детали привода, которых нет в схеме с зависимой подвеской колес. Изменяется конструкция поперечной рулевой тяги. Она сделана расчлененной, состоящей из трех частей: основной поперечной тяги и двух боковых тяг - левой и правой. Для опоры основной тяги служит маятниковый рычаг , который по форме и размерам соответствует сошке. Соединение боковых поперечных тяг с поворотными рычагами цапф и с основной поперечной тягой выполнено с помощью шарниров, которые допускают независимые перемещения колес в вертикальной плоскости. Рассмотренная схема рулевого привода применяется главным образом на легковых автомобилях.

Рулевой привод, являясь частью рулевого управления автомобиля, обеспечивает не только возможность поворота управляемых колес, но и допускает колебания колес при наезде ими на неровности дороги. При этом детали привода получают относительные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и на повороте передают усилия, поворачивающие колеса. Соединение деталей при любой схеме привода производят с помощью шарниров шаровых либо цилиндрических.

studfiles.net

какие типы рулевого управления существуют?

рулевая рейка (ВАЗы передний привод), глобоидальный червяк и трех гребневый ролик (ВАЗы классика). миханизм складывания со встроеным ШРУСом (типа трактора К-700)...

Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении. Рулевое управление современного автомобиля имеет следующее устройство: * рулевое колесо с рулевой колонкой; * рулевой механизм; * рулевой привод. Схема рулевого управления Схема рулевого управления Рулевое колесо воспринимает от водителя усилия, необходимые для изменения направления движения, и передает их через рулевую колонку рулевому механизму. Диаметр рулевого колеса легковых автомобилей находится в пределе 380 - 425 мм, грузовых автомобилей – 440 – 550 мм. Рулевое колесо спортивных автомобилей имеет меньший диаметр. Рулевая колонка обеспечивает соединение рулевого колеса с рулевым механизмом. Рулевая колонка представлена рулевым валом, имеющем несколько шарнирных соединений. На современных автомобилях предусмотрено иеханическое или электрическое регулирование положения рулевой колонки. регулировка может производиться по вертикали, по длине или в обоих направлениях. В целях защиты от угона осуществляется механическая или электрическая блокировка рулевой колонки. Рулевой механизм предназначен для увеличения, приложенного к рулевому колесу усилия, и передачи его рулевому приводу. В качестве рулевого механизма используются различные типы редукторов. Наибольшее распространение на легковых автомобилях получили реечные рулевые механизмы. Реечный рулевой механизм включает шестерню, установленную на валу рулевого колеса и связанную с зубчатой рейкой. При вращении рулевого колеса рейка перемещается в одну или другую сторону и через рулевые тяги поворачивает колеса. Реечный рулевой механизм располагается, как правило, в подрамнике подвески автомобиля. Рулевой привод предназначен для передачи усилия, необходимого для поворота, от рулевого механизма к колесам. Он обеспечивает оптимальное соотношение углов поворота управляемых колес, а также препятствует их повороту при работе подвески. Наибольшее распространение получил механический рулевой привод, состоящий из рулевых тяг и рулевых шарниров. Рулевой шарнир выполняется шаровым. Шаровый шарнир состоит из корпуса, вкладышей, шарового пальца и защитного чехла. Для удобства эксплуатации шаровый шарнир выполнен в виде съемного наконечника рулевой тяги. По своей сути рулевая тяга с шаровой опорой выступает дополнительным рычагом подвескию Для уменьшения усилий, необходимых для поворота рулевого колеса, в рулевом приводе применяется усилитель рулевого управления. Применение усилителя обеспечивает точность и быстродействие рулевого управления, а также снижает общую физическую нагрузку на водителя. В зависимости от типа привода различают следующие виды усилителей рулевого управления: * гидравлический; * электрический; * пневматический. Рулевое управление Большинство современных автомобилей имеют гидравлический усилитель рулевого управления (другое название – гидроусилитель руля) . Разновидностью гидроусилителя является электрогидравлический усилитель рулевого управления. В последние годы на автомобилях все шире применяется электрический усилитель рулевого управления (другое название – электроусилитель руля) . Усилитель рулевого управления, в котором усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, изменяется в зависимости от скорости автомобиля называется адаптивным усилителем рулевого управления. Известной конструкцией адаптивного усилителя рулевого управления является система Servotronic. Инновационной является система активного рулевого управления, устанавливаемая на автомобили BMW, система динамического рулевого управления, устанавливаемая на автомобили Audi. В данных системах передаточное число рулевого механизма изменяется в зависимости от скорости движения автомобиля.

Рулевое управление служит для поворотов направо, налево и в другие стороны.

touch.otvet.mail.ru

Рулевое управление автомобиля: виды, типы

 

Преобладающее количество нынешних автомобилей снабжены усилителями рулевого управления – гидравлический усилитель руля (ГУР), и электрогидравлический усилитель руля (ЭУР).

 

Эти виды усилителей обеспечивают удобное управление автомобилем. Кроме того, они снижают усилие на рулевом колесе, и удерживают автомобиль даже после резкого маневра. В последние годы, заводы-производители включают в базовую комплектацию усилитель рулевого управления.

 

Еще недавно, на автомобилях устанавливали два типа  рулевых механизмов: реечные и «винт – шариковая гайка — сектор». Но сегодня на все автомобили (легковые, тяжелогрузные, внедорожники) ставят реечные гидравлические усилители.

 

Работа реечного гидроусилителя осуществляется следующим образом. В корпусе находится распределительный клапан с торсионом, который связан с рулевым валом. При поворотах руля происходит скрутка торсиона, сопровождающаяся поворотом золотника по отношению к распределительной гильзе. По вскрывшимся каналам начинает поступать жидкость в полость силового цилиндра,  происходит это зависимо от направленности поворота. Из следующей полости цилиндра та же жидкость по раскрывшимся каналам начинает сливаться в бачок. Поршнем силового цилиндра обеспечивается передвижение рейки руля. При остановке автомобиля торсион принимает исходное положение, а жидкость возвращается обратно в бачок.

 

Функционирование насоса должно быть таким, чтобы во время работы мотора на холостом ходу, водитель крутил руль без сцепления со скоростью не менее 1,5 оборота в секунду.

 

Управление становится удобным и при маневрах в ограниченном пространстве, и при парковках, и при больших скоростях, если рулевые механизмы снабжены переменными передаточными отношениями: в центре рейки – зубья мелко-шаговые, на периферии – крупно-шаговые.

Такое строение обеспечивает минимальную реакцию автомобиля на действие руля при небольших поворотах.

 

Комфортное и безопасное управление обеспечивают так называемые «сервотроники». Их функция заключается в том, что они контролируют усилие на руль при разных скоростях.

 

Вверху распределителя имеется камера обратного действия. В ней работает поршень, прикрепленный к золотнику. В том случае, когда водитель совершает поворот направо, золотник поворачивается, открывает каналы и пропускает жидкость к силовому цилиндру. Параллельно, масло поступает и в камеру обратного действия. Открывшиеся каналы обеспечивают поступление масла в одну из полостей. При повороте налево, жидкость поступает в другую полость.

 

При осуществлении поворота на небольшой скорости, электромагнитный клапан (способствует минимальной подаче масла в камеру обратного действия) закрывается. С увеличением скорости, открытие клапана, приводит к возрастанию усилия на руль. Устройство функционирует безотказно. Но гидравлический насос заставляет  перерабатывать двигатель, что наносит вред окружающей среде. Чтобы решить данную проблему, инженеры-конструкторы разработали электрический насос, нагнетающий давление рабочей жидкости.

 

Тщательные подсчеты выявили экономию на каждые  100 км, около 200 г, благодаря электрогидравлическим усилителям.

 

Наличие активного рулевого управления позволяет изменять передаточное отношение между рулем и колесами. Между рулем и рулевым механизмом с гидравлическим усилителем расположена планетарная передача с электромотором.

 

Во время работы автомобиля на небольших скоростях, передаточное отношение  невысокое, а обороты руля составляют 1,5 – 2. При возрастании  скорости автомобиля, управление становится менее чувствительным. А на скоростной трассе электромотор увеличивает передаточное отношение.

 

Активное рулевое управление способствует выходу из сложных ситуаций, так как связано с другими системами. В том случае, если автомобиль занесло, компьютер анализирует углы поворота руля и скорости вращения колес, приводит в работу электромотор. В свою очередь, электромотор снижает передаточное отношение, и человеку за рулем автомобиля удается удержаться на трассе.

 

Активное рулевое управление впервые применили при массовом выпуске BMW X 5. Скорее, в обозримом будущем, на многих машинах будут устанавливать, так называемый, активный руль.

 

Вытеснить гидравлику из рулевого управления пытались в конце ХХ века. В современном мире уже функционируют электромеханические усилители.

 

Электрические и гидравлические усилители встречаются в небольших авто.

 

В ближайшем будущем заводы – производители откажутся от  механики и гидравлики. В автомобилях будущего, мониторинг за действиями рулевого управления будет осуществлять специальный компьютер. Поворачивая руль, шофер закручивает торсион — чувствительный элемент, посылающий сигнал компьютеру. Тот отдает команду электромотору, который подкручивает рулевой вал, снижая усилие на руле.

 

Электронный блок снабжается информацией о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, и  передает эту информацию на  электромоторы, обеспечивающие поворот колес.

 

Преимуществом электронной системы является то, что при аварийной опасности, автомобиль, снабженный портативным компьютером, сможет быстро среагировать без «антропогенного» вмешательства, и повернуть колеса на нужный угол. Автомобиль, которого занесло на гололеде, теряет управление. При наличии электронной системы, она самостоятельно поворачивает рулевое управление, и тормозит колеса.

 

Быстро-реагирующие системы хороши тем, что провести провода намного быстрее, чем вал с шарнирами. Рулевая трапеция получает отставку — разные углы поворота колес задают сами электромоторы.

portalvaz.ru

Особенности и виды рулевого управления

Рулевое управление относится к наиболее важным конструктивным узлам автомобиля и позволяет водителю качественно управлять транспортным средством. Как и тормозная система, рулевое управление является важным звеном в системе управления и безопасности авто. Практически на всех моделях легкового автотранспорта используется кинематический тип изменения траектории движения, то есть посредством поворота передней колесной пары. Также возможно изменить траекторию движения, используя силовой тип (выполнить торможение отдельных колес). Такой тип управления лежит в основе принципа системы курсовой стабилизации.

Итак, в состав системы рулевого управления входят следующие узлы:

• привод;
• колонка;
• рулевой редукторный механизм и колесо.

Схема системы

Усилие, необходимое для того, чтобы сменить траекторию следования передаются водителем вращением рулевого колеса. К слову, оно также имеет своеобразную функцию обратной связи. Ведь по характеру передачи обратных вибраций и величине силы, необходимой для удержания руля, водитель получает информацию о состоянии покрытия дороги. Средний диаметр руля грузовика – 500 мм, легковушки – 400 мм, а у спорткаров - и того меньше.

Связующим звеном между рулевым механизмом и рулем выступает рулевая колонка. Она представляет собой вал с расположенными на нем шарнирными соединениями. Дабы снизить степень травматизма водителя при ДТП, конструктивными особенностями рулевой колонки предусмотрено ее складывание в момент сильного лобового столкновения. В выпускаемых сегодня типах транспортных средств предусмотрена полная регулировка (в любом, удобном для водителя направлении) рулевой колонки. А чтобы обезопасить машину и предотвратить ее угон используются электрический и механический типы блокировок руля.

Посредством рулевого механизма осуществляется передача напряжения с рулевого колеса через редукторный механизм на привод руля. Отметим, что на современных легковушках широко используется реечное рулевое управление.

Его принцип действия такой: рулевая шестерня, которой заканчивается вал руля, находится во взаимодействии с рейкой, имеющей зубцы. При поворотах руля шестерня перемещает рейку, которая поворачивает колеса при помощи рулевых тяг. Отметим, что в некоторых моделях автотранспорта используется рулевая рейка, которая имеет переменную нарезку зубьев (в середине рейки их шаг нарезки мельче). Подобная конструкционная особенность позволяет облегчить водителю маневрирование во время парковки. Находится такой рулевой механизм в подрамнике подвески машины.

Современные производители автомобилей (Toyota, BMW, Nissan) выпускают несколько моделей своих автомобилей, которые оснащены механизмами управления всех четырех колес. Такая инновационная технология позволяет повысить устойчивость и улучшить управляемость автотранспортом при скоростном движении (передние и задние пары колес расположены на одной линии), и добиться высоких показателей маневренности при щадящей езде (передние и задние пары колес имеют небольшой разворот в противоположные стороны).

Заметим, что так называемое «подруливание» при высоком скоростном режиме, которое осуществляется задней парой колес, может происходить и с использованием пассивных средств. При вхождении машины в поворот ее кузов под воздействием различных сил начинает накреняться, в результате чего происходит деформация резинометаллических составляющих задней подвески. За счет этого задние колеса и имеют незначительный угол поворота.

Привод рулевого колеса через набор специальных редукторных механизмов осуществляет передачу усилия колесам. Благодаря приводу руля (только в случае если он правильно отрегулирован и исправен) достигается удержание в правильном положении поворотных колес. Помимо этого, ими не допускается неуправляемый поворот во время работы подвески. Стоит упомянуть, что тип привода рулевого управления зависит исключительно от конструкции подвески машины.

Более популярен механический тип привода рулевого управления, который на современных автомобилях представлен набором шаровых шарниров и рулевых тяг. Стоит выделить здесь именно шаровой шарнир, конструкция которого представлена вкладышами и шаровым пальцем, которые находятся в защищенном специальным чехлом корпусе, а сам шарнир является съемным наконечником тяги рулевой системы. В принципе, тяга рулевого механизма с находящейся на ней шаровой опорой является добавочным рычагом подвески.

Особенности конструкции

Для рулевого управления автотранспортом характерно наличие различных кинематических показателей, к наиболее важным из которых стоит отнести плечи стабилизации и обкатки, углы продольного и поперечного уклонов оси колеса, развал-схождения. Говоря проще, в конструкционном плане система рулевого управления представляет собой некую компромиссную модель соединенных воедино и постоянно противоречащих друг другу показателей кинематики.

Дабы снизить усилие, которое постоянно необходимо прикладывать к рулевому колесу при управлении транспортным средством, в системе предусмотрен специальный усилитель. Благодаря ему многократно возрастает производительность и точность управления автотранспортом при минимальном потреблении энергии. Для разных видов привода предусмотрены разные типы усилителей: пневматический, гидропневматический, гидравлический, адаптивный, электрический.

Гидроусилитель руля

Он является незаменимым конструкционным элементом в большинстве рулевых систем. Одним из его видов является электрогидравлический тип усиления, который имеет гидравлический насос особой конструкции и электропривод. Также широко распространен еще один вид усилителей рулевого управления - электроусилитель, в котором для повышения качества управления энергия с электропривода направлена на зубчатую рейку системы либо рулевой вал. Также электроусилитель руля в автомобилях с современными электронными системами управления используется во время маневрирования при парковке либо в системе беспилотного управления авто.

Также популярен и адаптивный тип рулевого усиления. То есть тот тип, в котором усиление руля происходит с изменением скорости транспортного средства. Самой распространенной конструкцией такого типа рулевого усилителя сегодня считается электрогидроусилитель компании Servotronic.

К инновационным разработкам относятся еще и те усилительные системы, передаточное число в редукторах которых способно изменяться с изменением скорости машины. Такие системы активного управления внедряют на свои новые модели компании Audi и BMW. Например, баварцы усовершенствовали конструкцию рулевого вала, добавив к нему двойной планетарный редуктор, который имеет корпус особой конструкции, и в зависимости от скорости, развиваемой машиной, способен поворачиваться, меняя, таким образом, передаточное число механизма руля.

К перспективным разработкам относятся системы рулевого управления, в которых управление будет осуществляться при помощи электроприводов, вращающих каждый свое колесо. Однако, сегодня промедление ввода в эксплуатацию такого типа управления чисто психологический аспект, который связан исключительно с высокой аварийностью в случае выхода системы из строя.

www.rem-zon.ru

Назначение, расположение и устройство рулевого управления

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля путем поворота колес. Колеса, которые могут быть повернуты по желанию водителя, называются управляемыми.

На большинстве автомобилей управляемыми являются передние колеса. На некоторых моделях автомобилей, управляемыми являются все четыре колеса.

Рулевое управление автомобиля состоит из следующих основных узлов: привода рулевого механизма, рулевого механизма и привода управляемых колес.

Узлы рулевого управления автомобилей с передними управляемыми колесами расположены в передней части автомобиля. Рулевой механизм и привод управляемых колес обычно расположены в моторном отсеке.

Если вам нужны запчасти на ваш автомобиль, хотим порекомендовать вам отличный интернет-магазин запчастей для иномарок http://www.vollo.ru/.

На автомобилях со всеми управляемыми колесами задний рулевой механизм и задний привод управляемых колес расположены в зоне задней подвески.

В современных автомобилях в основном используются рулевые механизмы типа шестерня-рейка. Реже можно встретить автомобили с классическим механизмом червяк-ролик.

Рулевой механизм типа шестерня-рейка обладает легким ходом и практически не имеет люфта. Привод управляемых колес при такой схеме состоит из меньшего количества деталей. При вращении рулевого колеса поворачивается шестерня, закрепленная на рулевом вале (см. рисунок). Зубья шестерни воздействуют на зубья рейки, и рейка смещается. Смещение рейки передается тягами на поворотные рычаги, которые, в свою очередь, поворачивают передние колеса автомобиля.

Рулевой механизм типа червяк-ролик по большинству параметров уступает механизму типа «шестерня-рейка», его применение на современных моделях вызвано компоновочными соображениями. Рулевое управление с таким механизмом содержит большее количество шарнирных соединений (см. рисунок). Поскольку любые шарнирные соединения склонны к износу, их техническое состояние требует постоянного внимания.

При вращении рулевого колеса поворачивается глобоидальный червяк, связанный с рулевым валом Вращение червяка вызывает поворот ролика, закрепленного на валу сошки. Поворот сошки передается колесам через рулевую трапецию и поворотные рычаги.

Схема рулевого управления с механизмом типа шестерня-рейка: 1 — рулевое колесо; 2 — вал с приводной шестерней; 3 — рейка рулевого механизма; 4 — правая и левая рулевые тяги; 5 — поворотные рычаги; 6 — передние колеса автомобиля Схема рулевого управления с механизмом типа червяк-ролик: 1 — рулевое колесо; 2 — рулевой вал с червяком; 3 — ролик с валом сошки; 4 — рулевая сошка; 5 — средняя тяга; 6 — боковые тяги; 7 — поворотные рычаги; 8 — передние колеса автомобиля; 9 — маятниковый рычаг; 10 — шарниры рулевых тяг

autodriving.net

---

• 
  Фиат дукато объем бака
• 
  Настройка сеялки сз 3 6 на норму высева
• 
  Габариты фиат дукато цельнометаллический фургон
• 
  Рулевое управление уаз 469
• 
  Крышка подшипника коленчатого вала
• 
  Классы автобусов
• 
  Виды тракторов и названия
• 
  Блок канатный
• 
  Клапан дифференциальный
• 
  Подшипник качения и скольжения
• 
  Подъемники скиповые