Рубрика: Рулевое управление

Рулевое управление, включающее рулевой механизм и рулевой привод, служит для осуществления движения в желаемом направлении.

Рулевые механизмы легковых автомобилей могут быть червячного типа в более ранних моделях и более распространенного реечного типа. Для облегчения управления автомобилей применяются различные усилители. К основным из них, применяемых на легковых автомобилях относятся:

  • гидравлический усилитель рулевого управления без электронного управления
  • гидравлический усилитель рулевого управления с электронным управлением
  • электроусислитель

Управляемыми как правило являются передние колеса, однако в целях повышения безопасности движения и уменьшения радиуса поворота некоторые фирмы выпускают автомобили с двумя управляемыми осями.

Схемы рулевого управления автомобилей с управляемыми колесами передней оси

Рулевое управление. Назначение и устройство

Назначение рулевого управления Для осуществления движения транспортного средства (ТС) по выбираемой водителем траектории служит рулевое управление (РУ), конструкция которого во многом определяет безопасность движения и утомляемость водителя. К рулевому управлению ТС предъявляются специфические требования, основными из которых являются: обеспечение высокой маневренности ТС легкость управления (за счет применения усилителей рулевого управления) обеспечение по возможности чистого качения (без бокового скольжения) всех колес ТС при поворотах (за счет правильной конструкции привода) автоматическая стабилизация управляемых колес, т.е. возвращение их в состояние прямолинейного движения после снятия воздействия со стороны водителя необратимость рулевого управления — отсутствие передачи ударов управляемых колес о неровности дороги на руки водителя обеспечение следящего действия (любое воздействие водителя на рулевое управление должно вызывать соответствующее изменение направления движения) Рис. Рулевое управление: 1 — масляный радиатор; 2, 4 — валы; 3 — рулевая колонка; 5 — рулевое колесо; 6 — насос гидроусилителя руля; 7 — рулевой механизм; 8 — сошка Система рулевого управления представляет собой совокупность устройств, служащих для поворота управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевой управляющий орган (рулевое колесо). Устройство рулевого управления Рассмотрим устройство рулевого управления колесных машин с управляемыми колесами. Конструктивно рулевое управление состоит из: рулевого механизма; усилителя; рулевого привода. Компоновка рулевого управления грузового автомобиля с управляемыми колесами первой оси (КамАЗ, МАЗ) показана на рисунке. Использование регулируемых рулевых колонок позволяет менять угол наклона ступенчато, как правило, с шагом 5° в пределах до 40°. Рулевое управление с передними управляемыми колесами применяется у двух- и трехосных автомобилей. Компоновка и конструкция рулевого управления сравнительно просты и принципиально могут быть сведены к схемам, приведенным на рисунке. Рис. Схемы рулевого управления автомобилей с управляемыми колесами передней оси: а — с задней неразрезной трапецией; б — с разрезной трапецией и маятниковым рычагом; в — с реечным рулевым механизмом; г — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами; д — с расчлененным рулевым валом; е — с передней неразрезной трапецией; ж — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами, направленными назад; з — с неразрезной трапецией и одним маятниковым рычагом; и — с неразрезной трапецией и объединенным рулевым усилителем; к — с неразрезной трапецией и раздельным рулевым усилителем На четырехосных автомобилях чаще всего устанавливают рулевое управление с поворотом колес первой и второй осей, первой и четвертой, либо всех осей. Для многоосных (шестиосных) шасси большой грузоподъемности используют рулевое управление с поворотом колес первых трех осей (в последних схемах для повышения маневренности применяют поворотные колеса самоустанавливающегося типа на шестой оси). При прямолинейном движении автомобиля самоустанавливающиеся колеса, связанные друг с другом приводом, блокируются специальным устройством. При движении в повороте с повышенной кривизной траектории эти колеса разблокируются и свободно поворачиваются в режиме слежения. Видео: Рулевое управление

Нормативные требования к рулевому управлению

Нормативные требования к рулевому управлению

Требования к элементам рулевого управления транспортных средств регламентируются Правилами ЕЭК ООН №79. Этот документ содержит в основном конструктивные требования к данным элементам. Основные эксплуатационные требования, согласно которым и проводится проверка технического состояния рулевого управления, изложены в СТБ 1641-2006. Суммарный люфт в рулевом управлении — это угол поворота рулевого колеса от положения, соответствующего началу поворота управляемых колес в одну сторону, до положения, соответствующего началу их поворота в противоположную сторону. Суммарный люфт в рулевом управлении в регламентированных условиях испытаний не должен превышать предельных значений, установленных изготовителем в эксплуатационной документации, а при отсутствии таких данных не должен превышать: 10° для легковых автомобилей и созданных на их базе агрегатов грузовых автомобилей и автобусов 20° для автобусов 25° для грузовых автомобилей Начало поворота управляемого колеса — это угол поворота управляемого колеса на (0,06 ± 0,01)°, измеряемый от положения прямолинейного движения. При проверке суммарного люфта должны выдерживаться следующие предварительные условия: шины управляемых колес должны быть чистыми и сухими управляемые колеса должны находиться в нейтральном положении на сухой ровной горизонтальной асфальто- или цементо- бетонной поверхности испытания автомобилей, оборудованных усилителем рулевого привода, проводятся при работающем двигателе Значение суммарного люфта в рулевом управлении определяют по углу поворота рулевого колеса между двумя зафиксированными положениями начала поворота управляемых колес в результате двух или более измерений. Натяжение ремня привода насоса усилителя рулевого управления и уровень рабочей жидкости в бачке должны соответствовать требованиям, установленным изготовителем транспортного средства в эксплуатационной документации. При органолептической проверке рулевого управления проверяется выполнение следующих нормативных требований: вращение рулевого колеса должно происходить без рывков и заеданий во всем диапазоне угла его поворота, неработоспособность усилителя рулевого управления (при его наличии на транспортном средстве) не допускается самопроизвольный поворот рулевого колеса от нейтрального положения при неподвижном состоянии транспортного средства с усилителем рулевого управления и работающем двигателе не допускается максимальный поворот рулевого колеса должен ограничиваться только устройствами, предусмотренными конструкцией транспортного средства не предусмотренные конструкцией перемещения деталей и узлов рулевого управления относительно друг друга или опорной поверхности не допускаются; резьбовые соединения должны быть затянуты и зафиксированы способом, предусмотренным изготовителем транспортного средства применение в рулевом механизме и рулевом приводе деталей со следами остаточной деформации, трещинами и другими дефектами не допускается Повреждение и отсутствие деталей крепления рулевой колонки и картера рулевого механизма, а также не предусмотренное изготовителем транспортного средства в эксплуатационной документации повышение подвижности деталей рулевого привода относительно друг друга или кузова (рамы) не допускаются. Не допускается подвижность рулевой колонки в плоскостях, проходящих через ее ось. Рулевая колонка должна надежно соединяться с сопрягаемыми деталями, не иметь повреждений. Устройство фиксации положения рулевой колонки с регулируемым положением рулевого колеса, а также устройство, предотвращающее несанкционированное использование транспортного средства, должны быть в работоспособном состоянии. Осевое перемещение и качание плоскости рулевого колеса, качание рулевой колонки определяются путем приложения к рулевому колесу знакопеременных сил в направлении оси рулевого вала и в плоскости рулевого колеса перпендикулярно к колонке, а также знакопеременных моментов сил в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через ось рулевой колонки. Взаимные перемещения деталей рулевого привода, крепление картера рулевого механизма и рычагов поворотных цапф определяются поворачиванием рулевого колеса относительно нейтрального положения на 40…60° в каждую сторону, а также приложением непосредственно к деталям...

Регулировка рулевого механизма

Регулировка рулевого механизма

В процессе эксплуатации изнашиваются рабочие поверхности червяка, ролика, подшипников, а также вала сошки, бронзовых втулок, головки регулировочного винта, шайбы и Т-образный паз вала сошки. Вследствие этого в рулевом механизме появляются зазоры, которые могут быть причинами стуков во время движения, вибрации передних колес, потери устойчивости автомобиля и других вредных явлений. Показателем появления зазора служит увеличенный свободный ход рулевого колеса. Повышенный зазор возникает в первую очередь в зацеплении червяка и ролика, а затем увеличивается осевое перемещение червяка (вместе с валом рулевого механизма). Указанные зазоры по мере их возникновения должны устраняться регулировкой рулевого механизма. Кроме износа перечисленных деталей, причинами увеличенного свободного хода рулевого колеса могут быть ослабление крепления сошки на валу рулевого механизма или крепления картера рулевого механизма к раме, а также увеличенные зазоры в шарнирах рулевых тяг и передней подвески. Поэтому перед регулировкой рулевого механизма следует проверить состояние рулевых тяг передней подвески, устранить зазоры в шарнирах и подтянуть ослабевшие крепления. Рулевой механизм не нуждается в регулировке в том случае, если свободный ход рулевого колеса при движении по прямой не превышает 25 мм (около 8°) при измерении его на ободе. Больший свободный ход, остающийся после подтяжки ослабевших соединений и устранения зазоров в шарнирах, свидетельствует о необходимости регулировки рулевого механизма. Осевое перемещение червяка и боковой зазор в зацеплении можно регулировать без снятия рулевого механизма с автомобиля. Рулевой механизм нужно регулировать в такой последовательности: Проверить, нет ли осевого перемещения червяка. Для этого нужно, приложив палец к ступице рулевого колеса и к корпусу переключателя указателей поворота, несколько раз повернуть рулевое колесо на небольшой угол вправо и влево. При наличии осевого перемещения червяка палец будет ощущать осевое перемещение ступицы рулевого колеса относительно корпуса переключателя. Для устранения осевого перемещения червяка необходимо повернуть червяк вправо или влево примерно на один-полтора оборота и затем повернуть его на некоторый угол в обратном направлении так, чтобы гребни ролика не касались нитки нарезки и в зацеплении червяка и ролика был достаточно большой боковой зазор. После этого необходимо отвернуть на две-три нитки стопорную гайку 1 и подтянуть регулировочную гайку 2 так, чтобы червяк легко вращался и не имел осевого перемещения. Затем, придерживая регулировочную гайку ключом от проворачивания, необходимо затянуть стопорную гайку и убедиться, нет ли осевого перемещения червяка и легко ли он вращается. Если после регулировки осевого перемещения червяка возникнет течь масла по резьбе регулировочной гайки, то под стопорную гайку необходимо подложить картонную или алюминиевую прокладку толщиной 0,1—1 мм. Затем нужно проверить величину бокового зазора в зацеплении. Для этого необходимо установить колеса в положении езды по прямой и отъединить левый шаровой палец средней рулевой тяги от сошки. Во избежание повреждения резьбы на пальце необходимо предварительно ударить несколько раз молотком по боковой поверхности головки сошки или сдвинуть палец с места специальным съемником. После этого, сохраняя положение сошки, соответствующее движению по прямой, и покачивая сошку за головку, определяют величину бокового зазора в зацеплении. В пределах поворота червяка на угол около 60° от среднего положения (3°32′ поворота сошки) вправо и влево зазора в зацеплении не должно быть. Если беззазорного зацепления нет или беззазорное зацепление ощущается на участках больше 60° поворота рулевого колеса от среднего положения, необходимо отрегулировать...

Карданный шарнир рулевой колонки

Рулевое управление автомобиля и гидроусилитель руля

Устройство рулевого управления Рулевое управление ⭐ — одна из систем управления механического транспортного средства, с помощью которой осуществляется его движение в заданном направлении. Рулевое управление состоит из двух основных групп элементов — рулевого механизма и рулевого привода. В состав рулевого механизма входят следующие элементы: рулевое колесо рулевая колонка рулевая передача (рулевой механизм) В состав рулевого привода входят: рулевые тяги маятниковые рычаги рычаги поворотных цапф Рис. Карданный шарнир рулевой колонки: 1 — рулевой механизм; 2 — вал рулевой колонки; 3 — шарнир Конструкция рулевого колеса как элемента рулевого управления за многие годы существования автомобильного транспорта не претерпела существенных изменений, за исключением количества и расположения спиц, покрытия рабочей поверхности, а также размещения на нем некоторых элементов управления другими системами (звуком в салоне, кондиционером и т.п.). Рулевая колонка, напротив, постоянно совершенствуется в плане обеспечения комфортности на рабочем месте водителя, а также травмобезопасности и защиты от несанкционированного использования. Так, рулевые колонки современных автомобилей могут иметь механизм регулирования по высоте, углу наклона рулевого колеса, легкодеформируемые или срезаемые элементы в их креплении. При этом вал рулевой колонки состоит из нескольких элементов, соединенных, как правило, карданными шарнирами или эластичными муфтами. Кроме того, вал может иметь телескопическую конструкцию для обеспечения возможности регулирования положения рулевого колеса по высоте и травмобезопасности. Травмобезопасность может быть обеспечена также путем изготовления вала с деформируемыми вставками или вала, состоящего из двух отдельных частей, имеющих поводковую связь. Основными видами рулевых передач, применяемых на современных автомобилях, являются передачи с вращательным и поступательным движением выходного звена. Передачей с поступательным движением выходного звена является реечная рулевая передача. Передача с вращательным движением выходного звена (кривошипная) изготавливается, как правило, двух типов: глобоидальный червяк—ролик и винт—гайка—рейка—сектор. Рис. Типы рулевых механизмов: а — реечный; б — глобоидальный червяк—ролик; в — винт—гайка—рейка—сектор Тип рулевого привода зависит в основном от вида применяемой рулевой передачи и конструктивных особенностей подвески. В случае применения реечных рулевых передач привод состоит из рулевых тяг, непосредственно воздействующих на рычаги поворотных цапф. При применении кривошипных передач и зависимых подвесок колес управляемой оси используется привод, состоящий из продольной и поперечной рулевых тяг и двух рычагов поворотных цапф. При независимой подвеске в системе привода используют маятниковый рычаг, связанный тягой с рулевой сошкой, а также отдельные рулевые тяги для управляемых колес по обоим бортам транспортного средства. Если в транспортном средстве имеется значительное расстояние между рулевой передачей и рычагом поворотной цапфы (например, в автобусах с большим передним свесом, а также в автомобилях, оборудованных несколькими управляемыми осями), в систему привода вводят промежуточный маятниковый рычаг, позволяющий уменьшить общую длину рулевой тяги и таким образом увеличить ее жесткость и устойчивость при восприятии сжимающих усилий. Рис. Схема рулевого привода транспортного средства, имеющего более одной управляемой оси: 1 — поперечная рулевая тяга; 2 — рулевая сошка; 3 — продольные рулевые тяги; 4 — дополнительные маятниковые рычаги; 5 — рычаг поворотной цапфы; 6 — промежуточный маятниковый рычаг Гидроусилитель руля Для уменьшения усилия на рулевом колесе при повороте управляемых колес в настоящее время широко применяются гидроусилители. В состав гидроусилителя входят следующие основные элементы: насос, гидрораспределительный клапан и исполнительный гидроцилиндр. Гидравлическая схема усилителя показана на рисунке. Рис. Принципиальная гидравлическая схема усилителя рулевого управления: 1...

Рулевой привод с цельной трапецией

Рулевой привод

Рулевой привод ⭐ — это устройство предназначенное для передачи от рулевого механизма усилия, необходимого для поворота управляемых колес обоих бортов автомобиля. Рулевой привод обеспечивает поворот колес на разные углы и тем самым — их качение без проскальзывания по концентрическим окружностям с общим центром, являющимся центром поворота автомобиля. Движение автомобиля не сопровождается боковым скольжением его колес, если траектории качения всех колес имеют единый центр поворота. Рулевой привод автомобиля состоит из рулевых рычагов и рулевых тяг, образующих рулевую трапецию, которая и обеспечивает одновременный поворот управляемых колес на неодинаковые углы. Правильное соотношение углов поворота управляемых колес устанавливается при повороте автомобиля за счет разных длин рычагов, входящих в рулевую трапецию. Различают цельную (единую) трапецию, применяемую при наличии зависимой подвески управляемых колес, и расчлененную, используемую в сочетании независимой подвеской. В первом случае левое и правое управляемые колеса 3 связаны жесткой балкой 7 управляемого моста. Сошка 11 шарнирно соединена с продольной тягой 10, жестко связанной с левым поворотным кулаком, рычаг 9 которого, в свою очередь, шарнирно соединен с поперечной тягой 8. Во втором случае сошка 5 шарнирно связана с левым концом средней поперечной тяги б. Правый конец тяги также шарнирно соединен с маятниковым рычагом 7, имеющим опору на раме (кузове) автомобиля и в точности имитирующим перемещение сошки в процессе поворота. Тяга 6 шарнирно связана с боковыми тягами 4, соединенными посредством поворотных рычагов 1 трапеции с поворотными кулаками, на оси которых установлены управляемые колеса. Рис. Рулевой привод с цельной трапецией: 1 — рулевая колонка; 2 — рулевой вал; 3 — управляемые колеса; 4,9 — рычаги левого поворотного кулака; 5 — правый поворотный кулак; 6 — рычаг правого поворотного кулака; 7 — балка управляемого моста; 8 — поперечная рулевая тяга; 10 — продольная тяга; 11 — сошка; 12 — червячный механизм; 13 — рулевое колесо; стрелками показано направление движения элементов рулевого управления Рис. Расчлененная трапеция: 1 — поворотные рычага; 2 — наконечник; 3 — регулировочные втулки; 4 — боковые тяги; 5 — сошка; 6 — средняя поперечная тяга; 7 — маятниковый рычаг; 8 — стяжные болты; 9 — хомутик втулки; 10 — шаровой палец; 11 — вкладыш; 12 — пресс-масленка; 13 — заглушка; 14 — пружина; 15 — опорная пята; 16 — уплотнитель В процессе эксплуатации автомобиля на детали рулевой трапеции (сошка, тяги) действуют значительные нагрузки, вызывающие износ этих деталей. Поэтому шарнирные соединения деталей трапеции обычно выполняют шаровыми и саморегулирующимися. Саморегулирование заключается в автоматическом устранении зазоров, возникающих по мере изнашивания деталей. Излишние зазоры в приводе вызывают увеличение свободного хода рулевого колеса. Шаровой наконечник сошки зажат между двумя полусферическими вкладышами и регулировочной пробкой для устранения зазора в соединении по мере изнашивания деталей. Шаровые пальцы защищены от попадания грязи специальным резиновым уплотнителем 16. Поверхность вкладыша (сухарей) 11 прижимается к шаровой поверхности пальца пружиной 14. При сборке шарнира поджатие пружины к опорной пяте 15 обеспечивается установкой заглушки 13. В некоторых случаях применяют винтовые пробки, которые после регулирования зазоров в шарнире шплинтуются в наконечнике. Трущиеся поверхности шарниров обычно смазываются консистентной смазкой с помощью специальных пресс-масленок 12.

Схемы работы гидроусилителя автомобиля ЗИЛ

Усилители рулевого управления

Для уменьшения усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу при повороте автомобиля, применяются усилители. Они выполняют следующие функции: обеспечивают кинематическое следящее действие, т. е. пропорциональность между углами поворота управляемых колес ТС и рулевого колеса; создают силовое следящее действие — «чувство дороги», т. е. обеспечивают пропорциональность между усилием, прилагаемым водителем к рулевому колесу, и сопротивлением повороту управляемых колес машины (чем меньше радиус поворота автомобиля и, следовательно, больше углы поворота управляемых колес, тем больше момент сопротивления их повороту); позволяют управлять автомобилем при выходе усилителя из строя; повышают безопасность движения, так как обеспечивают возможность управления автомобилем при разрыве шины на управляемом колесе, что особенно важно в случае, когда автомобиль движется с большой скоростью; смягчают удары, передаваемые на рулевое управление при движении по неровной дороге. Усилитель (его силовой цилиндр) устанавливают в рулевом управлении параллельно рулевому редуктору, выполняя тем самым требование обеспечения возможности управления автомобилем при выходе усилителя из строя. Рассмотрим схему рулевого управления автомобиля при наличии усилителя. При повороте рулевого колеса 13, например, вправо сошка 12 рулевого механизма 14 повернется по часовой стрелке. В результате золотник 9 распределителя 8 сместится, и рабочая жидкость начнет подаваться от насоса 2 в полость А силового цилиндра 7, который будет поворачивать управляемые колеса 4 в необходимую сторону. При этом полость Б силового цилиндра соединится через распределитель со сливной магистралью 1. Поршень силового цилиндра переместится, а его шток, воздействуя на привод управления, повернет управляемые колеса на угол, значение которого пропорционально углу поворота рулевого колеса. При этом усилитель будет обеспечивать необходимое «чувство дороги». Рис. Схема рулевого управления с усилителем: 1 — сливная магистраль; 2 — насос; 3 — тяга; 4 — управляемые колеса; 5 — рычаг; 6, 10 — реактивные камеры; 7— силовой цилиндр; 8 — распределитель; 9 — золотник; 11 — нагнетательная магистраль; 12 — сошка; 13 — рулевое колесо; 14 — рулевой механизм; А, Б — полости силового цилиндра По окончании поворота рулевого колеса управляемые колеса из-за давления рабочей жидкости будут продолжаться поворачиваться вправо. За счет рычага 5 и тяги 3 корпус распределителя сместится назад и перекроет подачу рабочей жидкости в полость А силового цилиндра. Поворот управляемых колес будет прекращен. Кинематическое следящее действие усилителя обеспечивается за счет механической обратной связи рычага и тяги с управляемыми колесами. Силовое следящее действие достигается с помощью реактивных элементов усилителя — камер и плунжеров (в данном случае — камер 6 и 10). В эти камеры через калиброванные отверстия поступает рабочая жидкость из нагнетательной магистрали 11. В зависимости от направления поворота автомобиля жидкость под давлением подается либо на правый, либо на левый торец золотника 9. Создаваемое при этом усилие, зависящее от давления в магистрали, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления повороту управляемых колес, смещает золотник в необходимую сторону. С увеличением момента сопротивления повороту управляемых колес повышается давление рабочей жидкости в цилиндре и реактивной камере распределителя. Это давление препятствует смещению золотника и способствует его возвращению в нейтральное положение. За счет инерции управляемых колес возможно дальнейшее смещение корпуса распределителя относительно золотника и переход через нейтральное положение. В данном случае полость Б цилиндра соединяется с магистралью, и начинается поворот управляемых колес в обратном направлении. Это явление называют автоколебаниями...

Классификация рулевых управлений и требования к ним

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля. Рулевые управления колесных машин подразделяются по следующим основным классификационным признакам: по способу поворота: управляемыми колесами управляемой осью складыванием звеньев бортовым поворотом (принудительным вращением ведущих колес одного борта с иной угловой скоростью, чем ведущих колес другого борта) расположению места водителя: правое — при левостороннем движении левое — при правостороннем движении Кроме того, для получившего наибольшее применение на автомобилях рулевого управления с управляемыми колесами (оно состоит из рулевого колеса, рулевого механизма, рулевого привода, а также часто и усилителя) выделяют классификацию рулевых механизмов и рулевых приводов. Классификация рулевых механизмов: по типу передачи: механический гидравлический (рулевой механизм или рулевое управление) передаточному числу: изменяемое неизменяемое обратимости обратимый на пределе обратимости Классификация рулевых приводов (рулевых трапеций): по расположению: передняя — перед осью задняя — за осью в зависимости от типа подвески: цельная (при зависимой подвеске) разрезная (при независимой подвеске) Рис. Схемы типовых способов поворота колесных машин: а, б — управляемыми колесами; в — управляемой осью; г — складыванием звеньев; д — бортовой поворот; 0ш — ось шкворня; Оип — центр поворота. Оим — центр масс Основные требования к рулевому управлению следующие: обеспечение высокой маневренности автомобиля; удобство и легкость управления, в том числе минимальная передача толчков ог дороги на рулевое колесо; соответствие радиуса поворота управляющему воздействию водителя; высокая надежность; минимальное боковое скольжение колес при повороте автомобиля; стабилизация повернутых управляемых колес; минимальные вибрации, в том числе отсутствие автоколебаний управляемых колес; кинематическая согласованность с подвеской. Кроме того, к рулевым управлениям, как и к остальным механизмам и системам автомобиля, предъявляют также общие требования: обеспечение минимальных размеров и массы, высокая надежность (здесь она выделена отдельным пунктом, поскольку из механизмов и систем автомобиля рулевое управление и тормозное управление прежде всего влияют на безопасность движения); минимальное обслуживание; технологичность. Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к рулевым управлениям с управляемыми колесами. Высокая маневренность (малый радиус поворота и малая ширина коридора) обеспечивается в основном уменьшением базы и увеличением угла поворота управляемых колес. Обычно минимальный радиус поворота легковых автомобилей составляет 4,5… 5,5 м, грузовых — 8… 12 м. Маневренность существенно улучшается, если, кроме передних управляемых колес, используются сше и задние управляемые колеса. Удобство и легкость управления, как и для любого органа управления, определяются обычно удобным расположением органа управления (рулевого колеса), величиной его полного хода (который не должен превышать 5 оборотов от одного до другого крайнего положения), невысокими значениями усилия, необходимого для перемещения рулевого колеса. Обычно считается, что его усилие не должно превышать 100 Н для легковых автомобилей и 250 Н для грузовых. Удобство расположения определяется в частности соответствием расположения плоскости рулевого колеса посадке водителя. Соответствие радиуса поворота управляющему воздействию водителя обеспечивается в основном использованием жесткой кинематической связи между управляемыми колесами и рулевым колесом. Кроме того, суммарный люфт рулевого колеса должен находиться в заданных минимальных значениях. При этом управляющее воздействие водителя не должно вызывать боковых скольжений управляемых и неуправляемых колес. Высокая надежность рулевого управления обеспечивается в основном достаточно большими запасами по напряжениям в деталях рулевого управления. Применение дублирующих систем в рулевом управлении, как и в тормозном управлении, пока не представляется возможным. Минимальное боковое скольжение колес при повороте автомобиля...

Регулировка рулевого управления

Регулировка рулевого управления

Регулировка рулевого управления для различных типов рулевых передач аналогична по методу ее выполнения. Для регулировки затяжки шарнирных сочленении рулевых тяг, за исключением самоподтягивающихся конструкций предварительно расшплинтовывают резьбовые пробки в наконечниках тяг и поворачивают их до отказа, затем отворачивают на 1/4 — 1/2 оборота до совпадения прорезей для шплинта. При этом устанавливается нужный зазор между сухарем и ограничителем пружины шарнира. Осевой зазор в роликовых подшипниках червяка рулевой передачи обычно регулируют прокладками, имеющимися под нижней крышкой картера рулевого механизма; при удалении прокладок зазор уменьшается. Затяжку роликового подшипника червяка можно регулировать непосредственно на автомобиле с отъединенной от рулевой сошки продольной тягой, но чаще всего регулируют на рулевом механизме, снятом с автомобиля. Правильность регулировки определяют по усилию, прикладываемому на ободе колеса, необходимому для его вращения без вала рулевой сошки или без ролика, который выводят из зацепления с червяком. Усилие, определяемое динамометром, обычно находится в пределах 0,2—0,5 кГ для легковых и 0,3—0,9 кГ для грузовых автомобилей. Осевой зазор вала сошки или зацепление ролика и червяка рулевой передачи регулируют упорным болтом, расположенным в картере механизма рулевой передачи со стороны торца вала, или изменением числа прокладок под крышкой картера. Ось ролика в рулевом механизме несколько смещена по отношению к плоскости, проходящей через ось червяка и перпендикулярной оси вала сошки. Поэтому при осевом смещении вала сошки в сторону червяка ролик приближают к червяку и зазор в зацеплении уменьшается. В рулевом механизме ЗИЛ-130 при отклонении от норм усилий на ободе рулевого колеса вначале регулируют по величине усилия в третьем (среднем) положении рулевого колеса. Величина усилия может быть доведена до нормы вращением регулировочного винта осевого перемещения вала сошки. Если указанная регулировка не обеспечивает требуемого усилия, рулевой механизм снимают и разбирают. Усилие в этом случае регулируют по второму положению рулевого колеса изменением натяга в шариковой гайке посредством замены шариков (на большие или меньшие по размеру) и затяжкой упорного подшипника регулировочной гайкой (по усилию в третьем положении рулевого колеса). После регулировки рулевого механизма проверяют динамометром усилие, необходимое для поворота рулевого колеса. Это усилие (при отъединенной рулевой тяге) должно составлять приблизительно 1,5—2,5 кГ при проходе через среднее положение рулевого колеса (исключая ЗИЛ-130).

Схемы поворота двух-, трех- и четырехосных колесных машин с управляемыми колесами

Принцип поворота колесных машин

Одна из самых важных систем ТС с точки зрения безопасности движения — система рулевого управления, обеспечивающая его движение (поворот) в заданном направлении. В зависимости от конструктивных особенностей колесных машин различают три способа поворота: при помощи поворота управляемых колес одной, нескольких или всех осей созданием разности скоростей неуправляемых колес правого и левого бортов машин (поворот «погусеничному») взаимным принудительным поворотом звеньев щарнирно-сочлененного ТС Много- или двухзвенные колесные ТС (автопоезда), состоящие из колесного тягача, прицепа (прицепов) или полуприцепа (полуприцепов), осуществляют поворот при помощи управляемых колес только тягача или тягача и прицепного (полуприцепного) звена. Поворот машины при помощи поворота управляемых колес одной, нескольких или всех осей Наиболее широкое распространение получили схемы колесных машин с поворотными (управляемыми) колесами. При увеличении числа пар управляемых колес уменьшается минимально возможный радиус поворота машины, т.е, улучшаются маневренные качества ТС. Однако стремление улучшить маневренность за счет применения передних и задних управляемых колес существенно усложняет конструкцию привода управления ими. Максимальный угол повороту управляемых колес обычно не превышает 35 …40°. Рис. Схемы поворота двух-, трех- и четырехосных колесных машин с управляемыми колесами: а, б — передними; в — передними и задними; е, ж — первой и второй осей; з — всех осей Рис. Схемы поворота колесной машины с неуправляемыми колесами: а — с большим радиусом поворота; б — с нулевым радиусом; О — центр поворота; V1, V2 — скорости движения отстающего и забегающего бортов машины Поворотом управляемых колес ТС водитель заставляет его передвигаться по траектории заданной кривизны в соответствии с углами поворота колес. Чем больше угол их поворота относительно продольной оси машины, тем меньше радиус поворота ТС. Поворот ТС «по-гусеничному» принципу Схема поворота «по-гусеничному» принципу используется сравнительно редко и в основном на специальных ТС. Примером может служить колесный тягач с неповоротными колесами и трансмиссией, обеспечивающей поворот тягача практически вокруг его геометрического центра. Такую же схему поворота имеет отечественный луноход, имеющий электромотор-колеса с формулой 8×8. Поворот подобных ТС осуществляется при неодинаковой скорости колес разных бортов машины. Такое управление поворотом наиболее просто обеспечить прекращением подачи вращающего момента на отстающий при повороте борт машины, скорость колес которого уменьшается вследствие их подтормаживания. Чем больше разность скоростей забегающего V2, т.е. внешнего по отношению к центру поворота (точка О), и отстающего V1 (внутреннего по отношению к центру поворота) бортов машины, тем меньше радиус ее криволинейного движения. В идеальном случае, если скорости всех колес обоих бортов будут равны, но направлены в противоположные стороны (V2 = -V1), мы получим нулевой радиус поворота, т. е. машина будет поворачиваться вокруг своего геометрического центра. Основными недостатками ТС с неуправляемыми колесами являются повышенный расход мощности на совершение поворота и больший износ шин по сравнению с автомобилями, имеющими управляемые колеса. Шарнирносочлененные схемы поворота ТС для инженерных тягачей Инжирные тягачи обладают хорошей маневренностью (минимальный радиус поворота у них меньше, чем у обычных автомобилей с такой же базой и лучшей приспособляемостью к неровностям дороги (из-за наличия шарниров в сцепном устройстве тягача и прицепного звена), а также обеспечивают возможность использования колес большого диаметра, что улучшает проходимость этих ТС.

Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем

Электроусилители рулевого управления

Главным преимуществом электрического привода рулевого управления относительно гидроусилителя является отсутствие гидравлики, а значит насоса гидроцилиндра, шлангов. Это позволяет уменьшить массу усилителя рулевого управления и объем занимаемый управлением в подкапотном пространстве. Известно, что ряд факторов приводит к уводу автомобиля от прямолинейного движения, например разное давление воздуха в шинах, разная степень износа протектора, боковой ветер, поперечный уклон дороги. Применение электромеханического усилителя позволяет активно поддерживать возврат управляемых колес в среднее положение. Эта функция называется «активной самоустановкой» колес. Благодаря ее действию водитель лучше чувствует среднее положение рулевого управления, она облегчает также вождение автомобиля по прямой при воздействии на него различных внешних сил. Если при движении по прямой на автомобиль действует боковой ветер или поперечное усилие, вызываемое уклоном дорожного полотна, усилитель создает постоянный поддерживающий момент, который освобождает водителя от необходимости создавать реактивные усилия на рулевом колесе. Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем на примере автомобиля Opel Corsa показано на рисунке: Рис. Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем: 1 – электроусилитель; 2 – карданный вал рулевого управления; 3 – рейка привода рулевого управления Электроусилитель может приводить вал рулевого управления на рулевой колонке, шестерню привода рейки или непосредственно саму рейку. Рис. Электроусилитель рулевого управления на примере автомобиля Opel Corsa: 1 – электродвигатель; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – скользящая муфта; 5 – потенциометр; 6 – кожух; 7 – рулевой вал; 8 – разъем датчика момента на рулевом валу ; 9 — разъем питания электродвигателя Разрез электроусилителя рулевого управления с приводом рулевого управления на рулевой колонке показан на рисунке: Рис. Разрез электроусилителя рулевого управления: 1 – трехфазный синхронный электродвигатель; 2 – якорь; 3 – обмотка статора; 4 – датчик положения якоря; 5 – червячное колесо; 6 – рулевой вал; 7 – червяк Электроусилитель через червячную передачу связан с валом рулевого управления. В зависимости от полярности напряжения питания электродвигатель вращается в ту или иную сторону, помогая водителю поворачивать колеса. Крутящий момент величиной силы тока, определяемой блоком управления действующим согласно заложенной в него программе и сигналам, поступающим от соответствующих датчиков. Вал электродвигателя, при подаче на двигатель напряжения помогает поворачивать вал привода рулевого колеса через червяк и червячное колесо. Для поддержания постоянной обратной связи с дорогой входной и выходной валы электроусилителя соединены друг с другом через торсион. Приложение усилия к рулевому управлению как со стороны водителя, так и со стороны дороги приводит к закручиванию торсиона до 3-х градусов и изменению взаимной ориентации входного и выходного валов. Это служит сигналом для включения в работу электроусилителя. В зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости автомобиля электродвигатель подкручивает выходной вал, снижая усилие. Работает электродвигатель и при обратном ходе, он помогает возвращать колеса автомобиля и рулевое колесо в первоначальное положение. Торсион при поворотах всегда остается немного скрученным, гарантируя тем самым на руле то усилие, которое необходимо водителю, чтобы чувствовать дорогу. Один из датчиков находится на торсионе, соединяющем половинки разрезанного рулевого вала, и следит за его закручивани­ем. С ростом усилия на руле сильнее за­кручивается торсион – больший ток идет на электромотор усилителя, что соответст­венно увеличивает помощь водителю. Второй датчик следит за скоростью автомобиля. Чем она меньше, тем эффективнее помощь в...

Динамометр-люфтомер

Контроль технического состояния рулевого управления

Контроль технического состояния рулевого управления состоит в определении люфта рулевого колеса и потерь на трение в механизмах рулевого управления по усилию на ободе рулевого колеса. Рис. Динамометр-люфтомер Люфт рулевого колеса определяют при помощи динамометра—люфтомера. Указательную стрелку 1 прибора закрепляют на рулевой колонке, а шкалу 2, выполненную совместно с динамометрической рукояткой 4, — на ободе рулевого колеса при помощи зажимов 3. Наличие внутри рукоятки двух пружин различной жесткости позволяет достаточно точно замерить усилие по шкале 5 в диапазонах 0,3—2,0 и 2—10 кГ. Величину люфта замеряют при вывешенных передних колесах автомобиля и закрепленном с помощью двух трубчатых распорок-фиксаторов правом переднем колесе. Распорки-фиксаторы 6 устанавливают между рессорой и фланцем поворотной цапфы. После этого при помощи динамометрической рукоятки 4 люфтомера поворачивают рулевое колесо влево с усилием не более 1 кГ до момента, пока оно не станет превышать эту величину, н установить стрелку 1 на нуль шкалы 2, Затем поворачивают колесо таким же приемом вправо и определяют по шкале 2 люфт рулевого колеса в градусах. Люфт рулевого колеса можно определить без использования фиксаторов и не вывешивая колеса, но результаты замера при этом будут менее точными. Поскольку суммарный люфт не дает представления о том, за счет какого сопряжения или узла произошло его увеличение, необходимо перед регулировкой эти узлы проверять. Повышенный зазор в шарнирных соединениях рулевых тяг в результате значительного износа и ослабления пружин можно определять визуально (на глаз) или на ощупь по взаимному перемещению шаровых пальцев относительно наконечников или головок тяг при резком повертывании рулевого колеса в обе стороны. Наличие зазора в подшипниках червяка рулевой передачи проверяют по осевому перемещению ступицы рулевого колеса относительно колонки. Это перемещение обнаруживают на ощупь при касании пальцем торца ступицы рулевого колеса и колонки при повороте колеса вправо и влево от среднего положения до отказа или при покачивании вывешенных передних колес, когда рулевое колесо повернуто на один оборот от среднего положения и закреплено (у грузовых автомобилей). Зазоры в зацеплении ролика и червяка рулевого механизма проверяют по перемещению вала сошки вдоль его оси при положении колес для езды по прямой и отъединенной продольной рулевой тяге. Для различных марок грузовых автомобилей (за исключением МАЗ-200) величина перемещения нижнего конца сошки не должна превышать 0,15—0,30 мм. У легковых автомобилей зазор контролируют по повышенному значению люфта руля после устранения осевого зазора в подшипниках червяка; предельно допустимый люфт сошки 0—0,15 мм. Контроль рулевого управления на повышенное трение в его механизмах производят с помощью динамометра-люфтомера, устанавливаемого на ободе рулевого колеса, по величине прикладываемого к нему усилия, определяемого по шкале 5. При этом передние колеса автомобиля вывешивают и устанавливают в положение для движения по прямой. Для грузовых автомобилей ГАЗ усилие не должно превышать 4 кГ, автомобилей ЗИЛ — 6 кГ (за иключением ЗИЛ-130). Теми же приемами можно определить потери на трение в подшипниках червяка и других узлах повышенного трения, для чего последовательно отсоединяют узлы, начиная с правой части рулевой трапеции. На автомобиле ЗИЛ-130 с гидравлическим усилителем рулевого управления усилие на ободе колеса проверяют при отсоединенной продольной рулевой тяге в трех положениях. При первом положении, когда рулевое колесо повернуто более чем на два оборота от среднего положения (соответствующего движению автомобиля по...

Рулевой механизм типа «глобоидальный червяк—трехгребневый ролик»

Устройство рулевого механизма

В состав рулевого механизма входит рулевое колесо, вал, заключенный в рулевую колонку, и рулевой редуктор, связанный с рулевым приводом. Рулевой механизм позволяет уменьшить усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу для преодоления сопротивления, возникающего при повороте управляемых колес машины вследствие трения между шинами и дорогой, а также деформации грунта при движении по грунтовым дорогам. Рулевой редуктор представляет собой механическую передачу (например, зубчатую), установленную в корпусе (картере) и имеющую передаточное число 15 — 30. Рулевой механизм уменьшает усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, связанному посредством вала с редуктором, во столько раз. Чем больше передаточное отношение рулевого редуктора, тем легче водителю поворачивать управляемые колеса. Однако с увеличением передаточного числа рулевого редуктора для поворота на некоторый угол управляемого колеса, связанного через детали привода с выходным валом редуктора, водителю необходимо повернуть рулевое колесо на больший угол, чем при малом передаточном числе. При движении ТС с высокой скоростью труднее совершать резкий поворот под большим углом, поскольку водитель не успевает поворачивать рулевое колесо. Передаточное отношение рулевого редуктора: Up = (ap/ac) = (pc/pp) где ар и ас — углы поворота соответственно рулевого колеса и выходного вала редуктора; Рр, Рс — усилие, приложенное водителем к рулевому колесу, и усилие на выходном звене рулевого механизма (сошке). Так, для поворота сошки на 25° при передаточном отношении рулевого редуктора, равном 30, рулевое колесо необходимо повернуть на 750°, а при Up = 15 — на 375°. При усилии на рулевом колесе 200 Н и передаточном отношении Up = 30 водитель на выходном звене редуктора создает усилие 6 кН, а при Up = 15 — в 2 раза меньше. Целесообразно иметь переменное передаточное отношение рулевого механизма. При малых углах поворота рулевого колеса (не более 120°) предпочтительно большое передаточное отношение, обеспечивающее легкое и точное управление автомобилем при движении с высокой скоростью. При низких скоростях малое передаточное отношение позволяет при небольших углах поворота рулевого колеса получать значительные углы поворота управляемых колес, что обеспечивает высокую маневренность автомобиля. Выбирая передаточное отношение рулевого механизма, исходят из того, что управляемые колеса должны поворачиваться из нейтрального положения на максимальный угол (35…45°) не более чем за 2,5 оборота рулевого колеса. Рулевые механизмы могут быть нескольких типов. Наиболее распространенными из них являются «червяк—трехгребневый ролик», «червяк—шестерня» и «винт—шариковая гайка-рейка—шестерня». Шестерня в рулевом механизме выполнена в виде сектора. Рулевой механизм преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое перемещение рулевой сошки, установленной на выходном валу рулевого редуктора. Рулевой механизм при движении полностью груженого автомобиля, как правило, должен обеспечивать усилие на ободе рулевого колеса не более 150 Н. Угол свободного поворота рулевого колеса (люфт) для грузовых автомобилей обычно не должен превышать 25° (что соответствует длине душ 120 мм, измеренной по ободу рулевого колеса) при движении грузового автомобиля по прямой. Для автомобилей других типов люфт рулевого колеса иной. Люфт возникает из-за износа в эксплуатации деталей рулевого управления и разрегулировки рулевого механизма и привода. Для уменьшения потерь на трение и защиты деталей рулевого редуктора от коррозии в его картер, укрепленный на раме машины, заливают специальное трансмиссионное масло. При эксплуатации ТС необходимо регулировать рулевой механизм. Регулировочные устройства рулевых редукторов предназначены для устранения, во-первых, осевого люфта рулевого вала или ведущего элемента...

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶