Рулевые системы – » «

Содержание

Рулевое управление на пути к автономному автомобилю — журнал За рулем

Стремление к комфорту — двигатель прогресса. Это утверждение справедливо абсолютно для всех изобретений, будь то пульт дистанционного управления телевизором или мультиварка. Усилитель рулевого управления из этой же пьесы. Он позволил превратить вождение автомобиля из непростого занятия в приятное развлечение. А современные ГУР/ЭУР и вовсе приближают нас к эпохе автономного автомобиля.

history-of-the-steering-wheel

Один из первых чертежей привычной нам системы рулевого управления

Энциклопедии утверждают, что первым автомобилем с рулевым колесом, а не с рукояткой в качестве органа управления, стала модель марки Panhard, на которой в 1894 году Альфред Вашерон принял участие в гонке Париж — Руан. Уже через четыре года на всех машинах Panhard-Levassor устанавливалось рулевое колесо, а примеру французов последовали остальные автопроизводители.

Но, несмотря на прибавку в комфорте, управление первыми автомобилями продолжало оставаться делом непростым — крутить баранку было поистине мужской профессией, требовавшей значительных физических сил. На первых порах у шоферов грузовых машин даже были специальные помощники, которые не только играли роль механиков, но и помогали водителю справляться с рулем на крутых поворотах.

Поэтому неудивительно, что еще до внедрения рулевого колеса появились устройства, облегчающие обращение с рычагом-рукояткой. Если верить Морту Шульцу, опубликовавшему к столетию изобретения рулевого управления с усилителем в 1985 году статью в журнале «Популярная механика»под названием «Steering: A Century of Progress», первенство принадлежит изобретателю по фамилии Фиттс. Это он предложил свою систему усилителя рулевого управления в 1876 году. Но, к сожалению, о ней мы знаем весьма немного. В апреле 1900 года был выдан патент U.S. Patent 646,477, в котором описывается система полного привода и рулевого механизма с усилителем, изобретенная жителем Питтсбурга (штат Пенсильвания) Робертом Твайфордом. В 1902 году англичанин Фредерик Ланчестер запатентовал свою гидравлическую систему, а через два года был выдан патент на другую систему, с вакуумным усилителем в основе.

Ни один из этих патентов не нашел себе места на серийном автомобиле. Первым же серийным автомобилем с усилителем руля стал пятитонный грузовик Columbia, который был выпущен в 1903 году. Авторы публикации в журнале Motor Age, вышедшей в 1905 году, с восторгом описывали, как с этим усовершенствованием тяжелый грузовик «сохранял курс и легко управлялся на скорости в 18 миль в час!». С той поры системы рулевого управления, основанные на вакууме или сжатом воздухе, заняли свое место на коммерческом транспорте. К недостаткам пневматики относится то, что она была неприятно шумной и из-за большой упругости воздуха не могла гасить удары от дорожных неровностей. Если на грузовых машинах это было терпимо, то на скоростном легковом авто совершенно неприемлемо.

Прогресс подстегнула война. Инженер подразделения грузовых автомобилей компании Pierce Arrow Фрэнсис Дэвис в 20-х годах ХХ века начал исследовать, как облегчить рулевое управление и в 1926-м, базируясь на гидравлических системах, использовавшихся на морских судах, создал и продемонстрировал первую пригодную к серийному производству систему рулевого управления с гидроусилителем, с возможностью установки на легковые модели Cadillac.

dawis

Изобретатель ГУР Фрэнсис Дэвис

После этого Дэвис перешел на службу в General Motors и там занялся усовершенствованием своей разработки. Но автопроизводитель посчитал, что устройство получается слишком дорогим в производстве. В 1934 году Дэвис покинул GM и в 1936-м подписал контракт с производителем комплектующих для автомобилей — фирмой Bendix. К 1939 году было выпущено десять моделей гидравлических систем Дэвиса, но только две из них пошли в серию на экспериментальных версиях моделей марки Buick.

Тут-то и разгорелась Вторая мировая. У вооруженных сил появилась необходимость в облегчении управления тяжелыми машинами — бронеавтомобилями и тягачами-эвакуаторами. Работы Дэвиса нашли свое применение уже в 1940 году, когда началась установка ГУР Bendix-Davis на бронемашины Chevrolet, поставлявшиеся британской армии. К 1945 году по военным дорогам колесило не меньше 10 000 единиц техники, оборудованной ГУР.

Большинство современных автомобилей с усилителем имеют гидравлический

www.zr.ru

Как работает рулевая система автомобиля: простой справочник

Как усилитель рулевого управления влияет на механизм реечной передачи?

Скорее всего, когда вы управляли сегодня автомобилем, вы пользовались усилителем рулевого управления. В современных автомобилях, и особенно в грузовых и грузопассажирских автомобилях, есть усилитель рулевого управления. Он дает дополнительное усилие (с помощью гидравлического или электрического привода), помогающее повернуть колеса. Это означает, что на парковку и маневрирование водитель тратит меньше сил, чем в рулевой системе без усилителя. Реечный механизм рулевого управления несколько отличается при наличии усилителя рулевого управления — к нему добавляется работающий от двигателя насос или электродвигатель, помогающий при рулении.

Так что, легкость — это единственное преимущество усилителя рулевого управления? Эта система дает возможность рулевого управления на более высокой передаче, то есть вам нужно поворачивать рулевое колесо меньше, а колеса поворачиваются сильнее (меньше полных оборотов руля от упора до упора). Таким образом, уменьшается время отклика, а рулевое управление становится более точным. В условиях сильной загруженности дорог, плотного трафика и пробок это означает, что водитель может маневрировать более безопасно рядом с другими автомобилями. Четкий контроль на любой скорости, в любых условиях и в сложных ситуациях поможет вам избежать аварий. 

Каковы компоненты рулевой системы автомобиля?

Независимо от модели и производителя автомобиля высококачественные компоненты рулевой системы обеспечивают безукоризненную управляемость. Среди деталей реечного механизма рулевого управления MOOG — осевые шарниры, наконечники рулевых тяг, продольные рулевые тяги, центральные рулевые тяги, комплекты пыльников рулевой рейки, рулевые тяги в сборе и ступичные подшипники.

Эти компоненты рулевой системы отличаются надежностью и устойчивостью к износу, что гарантирует их прочность и долговечность. Если вы выбираете детали, которые соответствуют спецификациям оригинальных комплектующих производителя, это означает, что весь узел в сборе будет работать максимально эффективно и прослужит долго.

www.moogparts.ru

Рулевая система автомобиля: назначение, виды и фото

Одной из основных систем автомобиля является рулевое управление, представляющее собой совокупность механизмов, синхронизирующих угол поворота колес основной оси и положения рулевого колеса. Рулевое управление требует регулярной диагностики и технического осмотра, проведение которых зависит от особенностей конструкции и типа узла.

Назначение рулевого управления

Водитель во время вождения обязан контролировать положение транспортного средства относительно других участников дорожного движения и выделенной полосы. Для изменения маршрута или осуществления маневров сменяется режим движения при помощи тормозной системы и рулевого управления.

Устранение бокового скольжения и стабилизация управляемых колес осуществляется при помощи рулевого привода, который возвращает автомобиль на прямолинейный курс движения после того, как водитель прекращает прилагать усилия к рулю.

Устройство рулевого управления

Устройство рулевой системы включает следующие элементы:

  • Рулевое колесо. Используется для управления автомобилем и корректировки направления его движения. Современные модели оснащаются мультифункциональными рулями, оснащенными подушкой безопасности.
  • Рулевая колонка. Передает усилия от рулевого колеса к рулевому механизму и представлена валом с шарнирными соединениями. Электрические либо механические системы блокировки и складывания гарантируют защиту автомобиля от угона и безопасность. Рулевая колонка оснащается замком зажигания, стеклоочистителем лобового стекла и элементами управления светотехникой.
  • Рулевой механизм передает на привод колес усилия, создаваемые водителем через вращение рулевого колеса. Представлен редуктором с определенным передаточным отношением. Карданный вал соединяет рулевой механизм с рулевой колонкой.
  • Рулевой привод конструктивно представлен рычагами, наконечниками и рулевыми тягами, которые передают поворотным кулакам усилия от рулевого механизма.
  • Усилитель рулевого управления — облегчает управление автомобилем и увеличивает усилие, передающееся приводу со стороны руля.
  • Дополнительные конструктивные элементы — электронные системы, амортизаторы.

Рулевое управление и подвеска автомобиля тесно связаны между собой: степень отклика транспортного средства на вращение рулевого колеса зависит от высоты и жесткости подвески.

Виды рулевой системы

Рулевой механизм может подразделяться на несколько категорий в зависимости от типа редуктора:

  • Реечный. Считается самым распространенным и устанавливается на легковые автомобили. Механизм с самой простой конструкцией и отличающийся максимальным КПД. Минусом считается чувствительность к ударным нагрузкам, возникающим при эксплуатации автомобиля в сложных дорожных условиях.
  • Червячный. Обеспечивает большой угол поворота колес и хорошую маневренность автомобиля. Механизм практически не подвержен ударным нагрузкам, однако его производство более дорогостоящее.
  • Винтовой. По принципу работы схож с червячным типом, однако отличается большим КПД и создает большие усилия.

Классификация по типу усилителя

Рулевые системы подразделяются на несколько видов в зависимости от типа установленного усилителя:

  • Гидравлический (ГУР). Преимуществом является простота конструкции и компактные размеры. Гидравлические рулевые системы являются одними из самых распространенных и устанавливаются на большинство современных автомобилей. Недостатком такого управления является необходимость в регуляции уровня рабочей жидкости.
  • Электрический (ЭУР). Прогрессивная система управления. Усилитель обеспечивает надежность функционирования системы, экономию топлива, возможность управления автомобилем без привлечения водителя и облегчает настройку управления.
  • Электрогидравлический (ЭГУР). По принципу действия система схожа с гидравлическим усилителем. Основным отличием является функционирование насоса, который приводится в действие не ДВС автомобиля, а электродвигателем.

Дополнительные системы

Рулевое управление современных автомобилей оснащаются различными системами:

  • Активное рулевое управление (AFS). Регулирует величину передаточного отношения в зависимости от скорости движения. Гарантирует безопасное и устойчивое движение на скользкой трассе за счет коррекции угла поворота колес.
  • Динамическое рулевое управление. Функционирует аналогично активной системе, однако место планетарного редуктора в конструкции занимает электродвигатель.
  • Адаптивное рулевое управление. Особенностью является отсутствие жесткой связи между колесами и рулем автомобиля.

Требования к рулевому управлению

По стандартам к рулевой системе предъявляются следующие требования:

  • Обеспечение необходимой траектории движения согласно параметрам маневренности, устойчивости и поворотливости.
  • Усилие, прилагаемое к рулевому колесу, не должно превышать установленных значений.
  • Количество оборотов руля от стандартного положения до любого из крайних должно соответствовать нормам.
  • Возможность управления автомобилем должна сохраняться после выхода усилителя из строя.

Нормальное функционирование рулевой системы определяется еще одним параметром — суммарным люфтом, подразумевающим угол поворота руля до момента поворота колес.

Допустимый суммарный люфт в рулевом управлении должен соответствовать принятым нормам:

  • Для микроавтобусов и легковых автомобилей — 10 градусов.
  • Для автобусов и аналогичных транспортных средств — 20 градусов.
  • Для грузовых автомобилей — 25 градусов.

Особенности правостороннего и левостороннего управления

В зависимости от законодательства конкретных стран и вида транспортного средства современные автомобили подразделяются на праворульные и леворульные. Соответственно, рулевое колесо может располагаться как справа, так и слева. К примеру, рулевые системы ВАЗ являются леворульными.

Механизмы отличаются не только позицией руля, но и редуктором, который адаптирован под конкретную сторону подключения. Несмотря на это, правостороннее управление на левостороннее переделать возможно.

Некоторые виды спецтехники оборудованы гидрообъемным рулевым управлением, которое обеспечивает независимость размещения рулевого колеса от других элементов. Такая рулевая система не обладает механической связью между рулем и приводом, а колеса поворачиваются при помощи силового цилиндра, регулируемого насосом-дозатором.

В сравнении со стандартными механизмами гидрообъемное рулевое управление не требует приложения больших усилий для выполнения поворота, не обладает люфтом, и его компоновка подразумевает произвольное расположение конструктивных элементов.

Соответственно, гидрообъемное управление обеспечивает как левостороннее, так и правостороннее управление. Благодаря этому система может устанавливаться на специальные транспортные средства.

Причины неисправностей системы

Рулевой механизм, как и любые другие элементы, подвержен поломкам. Причин неисправностей может быть несколько:

  • Агрессивный стиль вождения, суровые условия эксплуатации автомобиля.
  • Низкокачественное покрытие трасс.
  • Использование неоригинальных комплектующих.
  • Несвоевременное техническое обслуживание.
  • Проведение ремонтных работ некомпетентными мастерам.
  • Превышение эксплуатационного срока оборудования.

Неполадки, возникшие с тормозной или рулевой системами автомобиля, могут привести к аварийной ситуации на дороге.

Виды неисправностей и их признаки

Система рулевого управления транспортных средств со временем может выходить из строя. Появление поломок сопровождается определенными признаками:

  • При появлении сторонних стуков меняется шарнир рулевого механизма.
  • Вибрация рулевого колеса устраняется грамотной настройкой колес.
  • При биении колес изменяются их настройки, заменяются комплектующие рулевых тяг либо подшипники колонки.
  • Наконечники тяги меняются при показателе люфта, превышающем 10 градусов.

Диагностика и техническое обслуживание

Для исключения проблем с рулевой системой автомобиля важно не только регулярно проводить техническое обслуживание, но и диагностику основных узлов и агрегатов.

Обязательно проводится проверка люфта при помощи специального прибора — люфтометра. Желательно проверять систему на отсутствие заеданий.

Во время технического осмотра оценивается состояние гидроусилителя. Если уровень масла в системе ниже требуемого, то его доливают. Диагностируется картер рулевого управления, уровень затяжки клиньев, цапф, шплинтовка, последние — после смазывания рулевой тяги.

Последующие технические осмотры подразумевают комплекс диагностических процедур, реализуемых при помощи специального оборудования. Ремонт рулевой системы лучше проводить в сервисных центрах, где работают профессионалы.

Мастера должны проверить суммарный люфт механизма при помощи люфтометра. Для легковых автомобилей он должен быть равен 10 градусам.

Важность корректной работы рулевого управления

Транспортное средство считается источником повышенной опасности, в связи с чем для предупреждения аварийных ситуаций от автовладельца требуется поддержание исправного состояния автомобиля и регулярный контроль технического состояния.

Основное назначение рулевой системы — обеспечение возможности управления машиной. Исправный механизм гарантирует безопасное и уверенное движение, важное не только для водителя, но и для пассажиров.

В правилах дорожного движения указано, что продолжать движение и эксплуатировать автомобиль с вышедшей из строя системой рулевого управления, при наличии люфта, утечек масла из рейки запрещено.

Исправная система управления оказывает немалое влияние на состояние резины автомобиля: износ покрышек должен быть равномерным во избежание потери управления, выкидывания во время движения с трассы и появления неисправностей прочих узлов и агрегатов транспортного средства.

Рулевое управление является одним из важнейших элементов конструкции современного транспортного средства и требует регулярного контроля своего состояния и проведения грамотного технического осмотра и ремонтно-восстановительных работ. Управлять автомобилем с вышедшей из строя рулевой системой запрещено во избежание возникновения аварийных ситуаций на трассе и для сохранения безопасности водителя, пассажиров и прочих участников дорожного движения.

fb.ru

Рулевое управление автомобиля. Рулевые механизмы

Знаете, как называется рулевое колесо у гоночного болида? Штурвал! А в наших автомобилях всего то – руль.… Чувствуете разницу? Но оставим Шумахеру шумахерово, и поговорим что же такое рулевое управление, или рулевой механизм.

Система рулевого управления служит для управления автомобилем и обеспечения его движения в заданном направлении по команде водителя. Система включает в себя рулевой механизм и ру­левой привод. Что бы представить себе работу рулевых механизмов разных поколений, мы разделим объяснение на три части, именно столько их насчитывается в автомобилестроении.

 

Червячный рулевой механизм

Свое название получил из-за системы привода рулевой колонки, а именно червячной шестерни. В состав рулевой системы входят:

  • руль (думается объяснять не надо?)
  • рулевой вал с крестовиной, представляет собой металлический стержень, у которого с одной стороны расположены шлицы для фиксации руля, а с другой внутренние шлицы для крепления к рулевой колонке. Полная фиксация производится стяжной муфтой, которая обжимает место стыка вала и «червяка» привода колонки. В месте изгиба вала устанавливается кардан, при помощи которого передается боковое усилие вращения.
  • рулевая колонка, устройство, собранное в одном литом корпусе, в состав которой входят червячная ведущая шестерня и ведомая. Ведомая шестерня соединена жестко с рулевой сошкой.
  • рулевые тяги, наконечники и «маятник», совокупность этих деталей соединённых между собой при помощи шаровых и резьбовых соединений.

Работа рулевого механизма выглядит следующим образом: при вращении рулевого колеса, усилие вращения передается на червячный механизм колонки, «червяк» вращает ведомую шестерню, которая в свою очередь приводит в действие рулевую сошку. Сошка соединена со средней рулевой тягой, второй конец тяги крепится к маятниковому рычагу. Рычаг устанавливается на опоре и жестко крепится к кузову автомобиля. От сошки и «маятника» отходят боковые тяги, которые при помощи обжимных муфт соединены с рулевыми наконечниками. Наконечники соединяются со ступицей. Рулевая сошка, поворачиваясь, передает усилие одновременно на боковую тягу и на средний рычаг. Средний рычаг приводит в действие вторую боковую тягу и ступицы поворачиваются, соответственно колеса тоже.

Такая система была распространена на старых моделях «Жигулей» и «BMW».

 

Реечный рулевой механизм

Самая распространенная система в настоящее время. Основные узлы это:

  • рулевое колесо (руль)
  • рулевой вал (то же что и в червячном механизме)
  • рулевая рейка – это узел, состоящий из зубчатой рейки, в движение которую приводит рулевая шестерня. Собранная в одном корпусе, чаще из легкого сплава, крепится непосредственно к кузову авто. На концах зубчатой рейки изготовлены резьбовые отверстия для крепления рулевых тяг.
  • рулевые тяги представляют собой металлический стержень, с одного конца у которого резьба, а со второй, шарнирное шаровое устройство с резьбой.
  • рулевой наконечник, это корпус с шаровым шарниром и внутренней резьбой, для вкручивания рулевой тяги.

При вращении рулевого колеса, усилие передается на шестерню, которая приводит в действие рулевую рейку. Рейка «выезжает» из корпуса влево или вправо. Усилие передается на рулевой рычаг с наконечником. Наконечник вставлен в ступицу, которую и поворачивает в дальнейшем.

Для уменьшения усилия водителя при вращении рулевого колеса, в реечное рулевое устройство были введены усилители руля, на них остановимся более подробно

Усилитель руля является вспомогательным устройством для вращения рулевого колеса. Различают несколько типов усилителей руля. Это гидроусилитель, гидроэлектроусилитель, электроусилитель и пневмоусилитель.

  1. Гидроусилитель состоит из гидравлического насоса, в действие который приводит двигатель, системы шлангов высокого давления, и бачка для жидкости. Корпус рейки выполнен герметически, так как в нем находится жидкость гидроусилителя.  Принцип действия гидроусилителя следующий: насос нагнетает давление в системе, но если руль стоит на месте, то насос просто создает циркуляцию жидкости. Стоит только водителю начать поворачивать руль, как перекрывается циркуляция, и жидкость начинает давить на рейку, «помогая» водителю. Давление направлено в ту сторону, в которую вращается «баранка».
  2. В гидроэлектроусилителе система точно такая же, только насос вращает электромотор.
  3. В электроусилителе применяется так же электромотор, но соединяется он непосредственно с рейкой или с рулевым валом. Управляется электронным блоком управления. Электроусилитель еще называют адаптивным усилителем из-за возможности прикладывания разного усилия к вращению рулевого колеса, в зависимости от скорости движения. Известная система Servotronic.
  4. Пневмоусилитель это близкая «родня» гидроусилителя, только жидкость заменена на сжатый воздух.

 

Активная рулевая система

Самая «продвинутая» система управления в настоящее время, в состав входит:

  • рулевая рейка с планетарным механизмом и электродвигателем
  • блок электронного управления
  • рулевые тяги, наконечники
  • рулевое колесо (ну а как же без него?)

Принцип работы рулевой системы чем-то напоминает работу АКПП. При вращении рулевого колеса, вращается планетарный механизм, который и приводит в действие рейку, но вот только передаточное число всегда разное, в зависимости от скорости движения автомобиля. Дело в том, что солнечную шестерню снаружи вращает электродвигатель, поэтому в зависимости от скорости вращения изменяется передаточное число. На небольшой скорости коэффициент передачи составляет единицу. Но при большем разгоне, когда малейшее движение руля может привести к негативным последствиям, включается электромотор, вращает солнечную шестерню, соответственно необходимо руль довернуть больше при повороте. На маленькой скорости автомобиля электродвигатель вращается в обратную сторону, создавая более комфортное управление.

Весь остальной процесс выглядит, как и у простой реечной системы.

Ничего не забыли? Забыли, конечно! Забыли еще одну систему – винтовую. Правда, эта система больше похожа на червячный механизм. Итак – на валу проточена винтовая резьба, по которой «ползает» своеобразная гайка, представляет собой зубчатую рейку с резьбой внутри. Зубья рейки приводят в действие рулевой сектор, в свою очередь он предает движение сошке, ну а дальше как в червячной системе. Для уменьшения трения, внутри «гайки» расположены шарики, которые «циркулируют» во время вращения.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

autoustroistvo.ru

Рулевые машины

Рулевые машины по виду используемой энергии делятся на ручные, паровые, электрические и гидравлические. Часто применяют различные комбинации этих основных типов: пароручные, парогидравлические, ручные гидравлические и электрогидравлические.

Ручные рулевые машины устанавливают только на небольших самоходных судах. Как правило, их комбинируют со штуртросовой проводкой или валиковой передачей. Конструкция этих машин довольно проста и включает в себя штурвальную тумбу, внутри которой располагается зубчатая передача (ведущая и ведомая шестерни), тяговый барабан (при штуртросовой проводке) или звездочки (при цепном штуртросе). Вся система приводится в движение от штурвального колеса, поворачиваемого руками штурвального. Процесс управления судном в этом случае становится довольно утомительным и требует от штурвального большой внимательности. Для облегчения его работы ранее применялись пароручные рулевые машины, которые, как правило, изготовлялись двухцилиндровыми в вертикальном или горизонтальном исполнении. На современных судах паровые рулевые машины полностью вытеснены ручными гидравлическими плунжерными рулевыми машинами, облегчающими и упрощающими управление судном.

Схема ручной гидравлической рулевой машины приведена на рис. 112. Внутри штурвальной тумбы 8 смонтирован ручной масляный нагнетательный насос 7, приводимый в действие вращением штурвала 9. При помощи труб 1 насос соединяется с двумя гидравлическими цилиндрами 2 рулевой машины. В цилиндрах перемещается плунжер 10, связанный с баллером 5 руля 6 посредством регистра 3 и румпеля 4. В зависимости от направления вращения штурвала масло подается насосом в один из цилиндров, и руль соответственно перекладывается на тот или иной борт. Обводной трубопровод 1 снабжается предохранительным клапаном 11, предназначенным для перепуска масла при повышении давления в системе выше номинального.


Рис. 112. Схема ручной гидравлической румпельной рулевой машины.

Ручные гидравлические машины создают небольшие крутящие моменты на баллере руля (2500—10 000 н · м) и очень редко снабжаются следящей системой контроля за перекладкой руля, поэтому они применяются в основном для судов малого водоизмещения. На средне- и крупнотоннажных судах находят широкое применение электрические, гидравлические и электрогидравлические рулевые машины большой мощности, снабженные следящими системами контроля и позволяющие автоматизировать управление ими.

Электрические рулевые машины, широко распространенные на судах транспортного флота, имеют в качестве исполнительного рулевого двигателя реверсивный электродвигатель с большой частотой вращения (до 3000 об/мин). Поэтому исполнительный электродвигатель спаривают с червячной передачей, передающей крутящий момент на зубчатый сектор баллера руля и позволяющей значительно уменьшить частоту вращения рулевого привода. Кроме того, самотормозящая червячная пара (червяк и червячное колесо) при остановке электродвигателя обеспечивает остановку руля.

Исполнительный электродвигатель управляется из рулевой рубки нажатием кнопки или вращением штурвала. При кнопочном управлении электродвигатель запускается нажатием кнопки соответствующего борта и вращается в определенном направлении до тех пор, пока кнопка не будет отпущена. Управление штурвалом обеспечивает курсозависимое дистанционное управление, т. е. управление, при котором угол отклонения руля соответствует отклонениям указателя положения руля при штурвальной тумбе.

Электрические рулевые машины изготовляют для работы как rfa постоянном, так и на переменном токе. Обычно их используют при диапазоне крутящих моментов на баллере от 6300 до 16 000 н-м, т. е. в основном для судов среднего водоизмещения.

Электрогидравлические рулевые машины, устанавливаемые на современных крупных морских судах и быстроходных судах среднего водоизмещения, имеют гидравлический привод баллера руля (рис. 113). Такой привод располагается в румпельном помещении судна и передает от рулевой машины непосредственно на баллер руля усилие, необходимое для его поворота. Для этой цели служат четыре (или два) гидравлических цилиндра 3, соединенных посредством двух поперечных 2 и двух продольных 4 балок в один общий блок. Крепление блока к судовому фундаменту производится лампами 1 цилиндра 3.


Рис. 113. Гидравлический привод баллера руля.

В цилиндрах располагаются плунжеры 6, перемещающиеся вдоль оси цилиндров под давлением масла, шарнирно соединенные при помощи цапф 7 с поперечным румпелем 8. Румпель, при помощи шпонок жестко соединяется с баллером 9 руля. Для
уменьшения нагрузки от боковых усилий, возникающих при повороте румпеля, плунжеры 6 имеют ползуны 5, скользящие по направляющим плоскостям продольных балок. При повороте румпеля его цапфы 7 перемещаются в шарнирах 11 (см. узел А), цапфы 10 которых при этом могут вращаться в отверстиях вилок плунжеров вокруг оси I—I. Таким образом обеспечивается свободный поворот румпеля, а вместе с ним и руля при продольном перемещении плунжеров в гидравлических цилиндрах привода.

В состав электрогидравлической рулевой машины (рис. 114), кроме гидравлического привода А, входят следующие основные узлы: масляные электронасосы переменной производительности Б; механизм В управления насосами переменной производительности; масляный трубопровод Д с главной клапанной коробкой; телемоторы Г, предназначенные для гидравлического управления рулевой машиной с дистанционных постов управления № 1 я № 2; ручной (аварийный) масляный насос и система указателей положения руля (на схеме не показаны).


Рис. 114. Схема электрогидравлической рулевой машины.

Устройство и принцип действия электронасосов Б переменной производительности были рассмотрены ранее в § 29 (см. рис. 94).

Эти насосы подают масло под Давлением до 15 000 кн/м2 (150 кгс/см2) в гидравлические цилиндры привода А в зависимости от расположения направляющего кольца насоса. В указанном положении (рис. 114) рабочее масло по трубам 5 и 6 нагнетается насосом переменной производительности Б в главную коробку 7, а из нее по трубам 4 и 8 направляется в два гидравлических цилиндра 2, расположенных по диагонали. В это время из другой пары цилиндров масло отсасывается вторым насосом переменной производительности. Под давлением масла плунжеры 1 перемещаются вдоль осей цилиндров, передавая усилия на цапфы 9 поперечного румпеля 10 и поворачивая баллер 11 руля. Поворот руля (в данном случае на правый борт) будет происходить до тех пор, пока тяга 3 не возвратит направляющее кольцо насоса переменной производительности в среднее положение. При этом подача масла в гидравлические цилиндры прекратится и руль будет зафиксирован в заданном положении.

Гидравлический телемотор Г состоит из двух цилиндров с поршнями. Один из цилиндров (передаточный) установлен на ходовом мостике, другой (приемный) — у рулевой машины. Полости цилиндров соединены трубопроводом, вся система заполнена жидкостью— обычной водой с глицерином. Вращение штурвала передается поршню передаточного цилиндра, вызывая его перемещение и увеличение давления жидкости на поршень приемного цилиндра. В результате этого поршень приемного цилиндра перемещается, воздействуя при помощи системы тяг на насосы переменной производительности, связанные трубопроводом рабочего масла с гидравлическим приводом баллера. Таким образом, все основные узлы электрогидравлической рулевой машины соединяются между собой трубопроводом, который состоит из труб рабочего масла, труб управления телемотором, труб смазочного масла и арматуры. По трубам смазочного масла подается смазка к трущимся частям рулевой машины.

Наиболее важной арматурой является главная распределительная коробка, в которой размещены четырнадцать клапанов: восемь разобщительных — по четыре клапана для насосов переменной производительности и для гидравлических цилиндров привода, четыре перепускных и два предохранительных. Все эти клапаны служат для регулирования подачи рабочего масла к механизмам рулевой машины и предохранения всей системы от повышенного давления масла.

Электрогидравлические плунжерные рулевые машины находят в настоящее время преимущественное применение по сравнению с другими типами рулевых машин. Это объясняется тем, что они имеют более гибкое регулирование скоростей в широком диапазоне и точный контроль положения руля. Отечественные рулевые машины такого типа выполняются в двух вариантах: двухцилиндровые— с вращающим моментом на баллере до 100 кн-м (10 тс-м) и четырехцилиндровые — с вращающим моментом от 160 до 2000 кн-м (от 16 до 200 тс-м). Рабочее давление масла у таких машин колеблется от 7000 до 15 000 кн/м2 (от 70 до 150 кгс/см2).

В последнее время на малых промысловых и транспортных судах (дедвейтом 25 000—29 000 т) стали применять лопастные, или крыльчатые, электрогидравлические рулевые машины. По сравнению с плунжерными такие машины значительно компактнее, проще и легче, у них отсутствуют массивные гидравлические приводы, отпадает необходимость в румпеле и т. д.

В состав лопастной электрогидравлической рулевой машины (рис. 115, а) входят: рулевая тумба 1 со штурвалом и телемотором, трубопровод 2, клапан остановки 3, насос переменной производительности 4 с электродвигателем 5, контактор 6 для пуска электродвигателя, лопастной гидромотор 7 и главная распределительная коробка 8. Ротор гидромотора (рис. 115, б), снабженный лопастями, непосредственно соединяется с баллером руля, а его лопасти располагаются между неподвижными сегментами. В эти полости от насоса 4 через каналы 10 и кольцевой зазор 9 подается рабочая жидкость под давлением 4500— 5000 кн/м2 (45—50 кгс/см2), которая давит на лопасти, создавая необходимый вращающий момент на баллере. Поворот руля на правый или левый борт зависит от направления подачи рабочей жидкости (масла) к гидромотору. Гидромотор крепится к судовому фундаменту основанием 11.


Рис. 115. Схема лопастной электрогидравлической рулевой машины.

Большой интерес представляет применение в качестве привода баллера гидравлического шарнира, представляющего собой винтовое соединение вала баллера с подвижной гайкой, помещенной в гидравлическом цилиндре. Гайка специальными выступами соединяется с цилиндрической стальной рубашкой, закрепленной при помощи шпонок на валу баллера. При подаче рабочей жидкости в одну из полостей между корпусом цилиндра и гайкой жидкость давит на кольцевой фланец гайки, заставляя ее совершать вращательно-поступательное движение вдоль внутренней стенки цилиндра, имеющей винтовую нарезку. Вращательное движение гайки через рубашку передается на баллер. Совмещение гидравлического шарнира с баллером делает привод компактным и позволяет практически отказаться от румпельного отделения.

При использовании электрогидравлических рулевых машин на современных судах стало возможным применение системы автоматического удержания судна на заданном курсе с помощью авторулевого. Этот прибор, компонуемый в виде штурвальной тумбы, автоматически воздействует на рулевой привод при получении сигнала от датчика курса (обычно гирокомпаса).

www.stroitelstvo-new.ru

ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Электронные системы данного назначения можно разделить на два ти­па по степени независимого воздействия на орган управления: пассивные и активные системы рулевого управления.

Пассивные системы самостоятельно не воздействуют на органы руле­вого механизма, а управляют усилителями рулевого механизма и снижают последствия неправильных действий водителя.

Сегодня усилителями рулевого управления оснащают подавляющее большинство автомобилей. Даже машины малого класса, как правило, полу­чают усилители уже в базовых комплектациях. И не только для комфорта. Невидимый помощник, уменьшая усилие на руле, позволяет сократить пере­даточное отношение в рулевом механизме и, соответственно, количество оборотов.

Получили распространение гидравлические и электромеханические усилители рулевого управления.

Исполнительный механизм гидроусилителя легкового автомобиля, как правило, выполнен заодно с рулевым механизмом — такие усилители назы­ваются интегральными, рисунок 6.1. В качестве рабочей жидкости в гидро­усилителях иномарок используется масло ATF — то же, что и в автоматиче­ских коробках передач.

1 — рулевая рейка; 2 — поршень; 3 — сальники; 4 — шарниры рулевых тяг; 5 — распределитель с золотником; 6 — шестерня; 7 — торсион; 8 роторный гидронасос Рисунок 6.1 — Реечный рулевой механизм с гидроусилителем

Роторный или аксиально-поршневой насос, приводимый ремнем от ко­ленчатого вала, засасывает из бачка масло и нагнетает под высоким давлени­ем в 50… 100 атм в золотниковый распределитель.

Задача распределителя — отслеживать усилие на руле и строго дозиро — ванно помогать поворачивать управляемые колеса. Для этого используют следящее устройство — чаще всего это торсион, встроенный в разрез рулевого вала. Когда машина стоит или едет по прямой, то усилия на рулевом валу нет, и торсион не закручен — соответственно, перекрыты дозирующие каналы распределителя, а масло сливается обратно в бачок.

При повороте руля, колеса сопротивляются — торсион закручивается тем сильнее, чем больше усилие на руле. Золотник открывает каналы и на­правляет масло в исполнительное устройство. В механизме типа «винт — шариковая гайка» большее давление подается или за поршень, или до него, помогая тому перемещаться вдоль рулевого вала. Помощь рулевых усилите­лей с переменным реактивным действием уменьшается с ростом скорости, обеспечивая лучшую обратную связь, рисунок 6.2.

Рисунок 6.2 — Закономерности работы усилителя рулевого управления [1]

В реечном механизме масло подается в корпус рейки — в ту или иную сторону от поршня, связанного с рейкой, и подталкивает ее вправо или влево. Когда рулевое колесо уже повернуто до упора, срабатывают предохрани­тельные клапаны, сбрасывая давление масла и сохраняя детали механизма от повреждения.

Традиционным недостатком систем с усилителем является малое реак­тивное усилие на руле. В этом чаще всего виноват гидроусилитель — он слишком активно помогает водителю.

Чтобы добиться хорошей информативности рулевого привода и одно­временно не сделать рулевое колесо слишком тугим, нужно увязать воедино массу факторов: производительность насоса, параметры золотника и жест­кость торсиона, геометрию передней подвески и углы установки колес (от этого в первую очередь зависит величина возвращающего усилия), парамет­ры задней подвески, уводные характеристики шин и даже жесткость кузова на скручивание. Хотя многие фирмы специально жертвуют информативно­стью в пользу комфорта. Еще одна задача, которая стоит перед конструкто­рами, — сделать так, чтобы на маленькой скорости руль был легким, а на большом ходу становился более упругим и информативным, рисунок 6.2.

Именно поэтому появились серийные гидроусилители с электронной регулировкой работы распределителя в зависимости от скорости. В амери­канской системе Magnasteer производства фирмы Delphi Saginaw, которой снабжены некоторые автомобили концерна General Motors (Chevrolet

Corvette, многие модели Cadillac), с помощью электромагнитного устройства изменяется жесткость торсиона следящего устройства.

В немецких гидроусилителях ZF Servotronic, которые стоят на машинах Audi А6 и А8, BMW 5-й и 7-й серий, на помощь золотнику приходит элек — трогидравлический модулятор давления — с ростом скорости по сигналу от управляющего блока он ограничивает давление в рабочем контуре, и помощь гидроусилителя уменьшается до нуля.

Тем не менее гидроусилители всегда обладают низким кпд, вследствие необходимости поддержания высокого давления масла, поэтому применение их оправдано на тяжелых автомобилях. Более эффективны при невысоких усилиях электроусилители.

На торсионе следящего устройства стоит датчик, и в зависимости от его сигнала электроника подает ток нужной полярности и силы на обмотки электромотора, связанного с рулевым механизмом через червячную переда­чу. А по сигналам от датчика скорости можно изменять характеристику уси­лителя в соответствии с любой заложенной в память блока зависимостью. В зависимости от полной массы и компоновки автомобиля электроусилитель может встраиваться в различные звенья рулевого управления, рисунок 6.3.

Так в системах гидроусилителей гидравлический насос приводится в действие двигателем автомобиля, а значит, часть мощности, вырабатываемой двигателем, тратится на создание давления масла в гидросистеме.

а) б) в)

1 — рулевая колонка; 2 — электроусилителъ с червячной передачей и электронным блоком управлення;3 — промежуточный вал; 4 — реечный рулевой механизм; 5 — следящее устрой­ство с торсионом; 6 — блок управлення; 7 — электропривод с механизмом винт-шариковая гайка-рейка

Рисунок 6.3 — Варианты электроусилителей ZF Servolectric а — для автомоби­лей малого класса, б — для автомобилей среднего класса, в — для автомобилей

большого класса и микроавтобусов

Электрический усилитель рулевого управления призван содействовать усилию на рулевом колесе, используя электрический мотор и не прибегая к помощи основного двигателя. Электрический усилитель руля управляется электронным блоком, контролирующим момент электромотора в соответст­вии с условиями движения и помогает достигнуть оптимальных рулевых ха­рактеристик: более мягкого и точного управления.

Системы электроусилителей в зависимости от места их установки бы­вают трёх типов, рисунок 6.4:

— Column type — электродвигатель расположен на рулевой колонке;

— Pinion type — электродвигатель с передаточным механизмом располагается на червячной передаче;

— Rack assist type — электродвигатель задействует рейку рулевого механизма.

MOTOR RtAucIrg 3*df Totqu* inn

а) б) в)

Рисунок 6.4 — Системы электроусилителей: a — Column type; б — Pinion type;

в — Rack assist type [29]

Если в системах типа Column type все элементы находятся в кабине ав­томобиля, то основные рабочие элементы систем Pinion type и Rack assist type находятся вне кабины, в моторном отсеке, что, кстати, облегчает их охлаж­дение.

В последнее время всё чаще приходится встречать аббревиатуру EPS (Electrical Power Steering), либо MDPS (Motor Driver Power Steering).

Создание систем EPS явилось следствием всеобщей борьбы за эколо­гию. EPS не использует масел, тем самым, снижая вероятность загрязнения окружающей среды, а также уменьшая расход топлива. Сначала системы EPS применялись только в автомобилях особа малого класса, и лишь в последние годы начали распространяться на автомобили малого и среднего класса.

Программное обеспечение, встроенное в контроллер блока управления EPS, обеспечивает высокую производительность системы и легко настраива­ется при подгонке систем в прототипах моделей.

Благодаря этому качеству, системы EPS привлекли пристальное вни­мание широкого круга автопроизводителей во всём мире. Как правило, системы EPS содержат [1]:

— датчик момента на рулевом колесе;

86

— электронный блок управления, осуществляющий калькуляцию необходи­мого вспомогательного момента электродвигателя на основе входных сигналов;

— понижающий редуктор, увеличивающий момент электродвигателя; электродвигатель, выполняющий команды электронного блока управле­ния.

В основном, усилие на руле контролируется в зависимости от скорости автомобиля. В целях лучшей управляемости и безопасности, требуемое от водителя усилие уменьшается при малой скорости движения и увеличивается по мере разгона автомобиля — руль на неподвижной машине легко вращается одной рукой. Дополнительно к основному фактору (скорости) есть некото­рые поправки, такие, как контроль трения, амортизации и т. д., принимаемые во внимание логикой блока управления.

Отсутствие амортизационных агрегатов и деталей (масло, шланги, тру­бопроводы и т. д) делают систему чище, экономичней и легче в обслужива­нии. Ещё одним положительным фактором использования системы EPS яв­ляется уменьшение шумовых и виброхарактеристик автомобиля при отсутст­вии гидронасоса и системы привода.

Техническое состояние системы диагностируется с помощью системы самодиагностики, что облегчает её обслуживание. Защитные программы блока управления позволяют предотвратить перегрев, а также повышенные, недопустимые расходы электроэнергии в случае перегрузок.

Следует помнить, что, подобно гидроусилителю, система является вспомогательной и её поломка не может значительно повлиять на управляе­мость автомобилем, т. к. существует механическая связь между рулевым ко­лесом и рейкой рулевого управления. При вхождении в аварийный режим управления водитель сможет почувствовать постепенное увеличение усилия на руле, регулируемое блоком управления EPS, и принять соответственные меры.

Значительным шагом в развитии электронных систем рулевого управ­ления стало создание активных систем (AFS — Active Front Steering, AS — Active Steering, ESAS — Electric Steer Assisted Steering) [1, 27].

Система активного рулевого управления (Active Front Steering). Это обычный механизм с гидроусилителем Servotronic. Но рулевой вал разрезан, и в него встроена планетарная передача, корпус которой может вращаться с помощью электромотора. Управляет всем, естественно, компьютер.

Система активного рулевого управления, над которой инженеры фир­мы БМВ работают с 1997 года, действительно проста. Электромотор с плане­тарным редуктором, присоединен к обычному реечному рулевому механиз­му.

Планетарный механизм с электромотором может доворачивать управ­ляемые колеса на 7-8 градусов по команде бортовой электроники. То есть ав­томобиль может подруливать самостоятельно. Система AFS позволяет изме­нять передаточное отношение рулевого привода в очень широких пределах.

Чувствительностью управляет компьютер, что позволяет ее управлять.

Передаточное отношение рулевого механизма составляет 1:18, и это компромиссный вариант. Благодаря помощи электромотора системы AFS эта цифра в низкоскоростных режимах снижается до 1:10 — это менее двух обо­ротов руля от упора до упора. А чтобы с ростом скорости автомобиль не ста­новился «резким» в управлении, электроника по мере разгона постепенно снижает активность электродвигателя. На 180 — 200 км/ч он вообще отключа­ется — передаточное отношение возвращается к стандартному. А на макси­мальных скоростях электромотор вновь вступает в действие, но начинает вращаться в противоположную сторону. Ведь система AFS способна не толь­ко увеличивать чувствительность рулевого управления, но и уменьшать ее, повышая передаточное отношение до 1:20 и более.

Система ESAS (Electric Steer Assisted Steering — управление с электри­ческим подруливанием) [27]. В рулевой вал встроено звено с планетарным редуктором и электромотором — все в общем-то похоже на AFS. Различия, по сути, в программном обеспечении: оно позволяет не только изменять переда­точное отношение, но и самостоятельно (без участия водителя!) поворачи­вать колеса на некоторый угол.

eljbi.ru

Рулевое колесо: описание,назначение,устройство,фото,видео | НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫ

 

Измене­ние направления движения автомобиля осуществляется поворотом относитель­но его продольной оси управляемых ко­лес, которыми, как правило, являются передние колеса.

Вследствие поворота управляемых ко­лес вектор скорости каждого из них, па­раллельный продольной оси автомоби­ля, перестает совпадать с плоскостью вращения колес. В результате в контак­те колес с дорогой возникают боковые силы, перпендикулярные плоскости вра­щения колес. Эти боковые силы застав­ляют управляемые колеса и автомобиль в целом отклоняться от прямолинейно­го движения и совершать поворот.

Руле­вое управление обеспечивает необходи­мое направление движения автомобиля путем раздельного и согласованного по­ворота его управляемых колес. Сово­купность механизмов, служащих для по­ворота управляемых колес, называется рулевым управлением.

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. При неподвижной передней оси изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом передних управляемых колес.

Рулевое управление со­стоит из рулевого колеса, соединенного валом с рулевым механизмом, и руле­вого привода. Иногда в рулевое упра­вление включен усилитель.

Рулевым механизмом называют замедляющую передачу, преобразующую вращение вала рулевого колеса во вра­щение вала сошки. Этот механизм уве­личивает прикладываемое к рулевому колесу усилие водителя и облегчает его работу.

Рулевым приводом называют систему тяг и рычагов, осуществляющую в сово­купности с рулевым механизмом пово­рот автомобиля.

Для того чтобы при движении автомобиль совершил поворот без бокового скольжения колес, все они должны катиться по дугам разной длины, описанным из центра поворота “ О ” (рис.1). При этом передние управляемые колеса должны поворачиваться на разные углы. Внутреннее по отношению к центру поворота колесо должно поворачиваться на угол альфа-В, наружное — на меньший угол альфа-Н. Это обеспечивается соединением тяг и рычагов рулевого привода в форме трапеции. Основанием трапеции служит балка переднего моста автомобиля, боковыми сторонами являются левый и правый поворотные рычаги, а вершину трапеции образует поперечная тяга, которая соединяется с рычагами шарнирно. К рычагам жестко присоединены поворотные цапфы колес.

Рулевая колонка

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

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

Рулевой механизм

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

1. Рулевой рейки.

2. Рулевых тяг.

3. Рулевого наконечника.

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

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

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

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

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

— винт на валу рулевого колеса;

— перемещающаяся по винту гайка;

— нарезанная на гайке зубчатая рейка;

— соединенный с гайкой зубчатый сектор;

— рулевая сошка.

 

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

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

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

ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА РУЛЕВОГО КОЛЕСА – ПРИЗНАК «УМНОГО» АВТОМОБИЛЯ

Одним из ярких примеров возложения на рулевое управление множества дополнительных функций является установка датчика угла поворота рулевого колеса. Для серийных автомашин практически всех именитых зарубежных марок, такой девайс стал очень необходимым. Ведь вращение руля связано с огромным количеством электронных устройств.

Устанавливается датчик в блоке подрулевого управления, иногда инсталлируется в рулевой механизм. Это устройство помогает получить информацию о направлении движения автомобиля, скорости вращения вала и так далее.

Сведения от датчика угла поворота, помогают в работе:

  • системе курсовой устойчивости;
  • круиз-контролю;
  • электрогидравлическому и электромеханическому усилителю руля;
  • активной подвеске;
  • активному рулевому управлению.

Конструкторами разработано множество совершенно разных по устройству и принципу работы, датчиков угла поворота рулевого колеса. Независимо от конструкции от этого устройства в значительной степени зависит комфорт и безопасность водителя и пассажиров.

Червячный тип рулевого механизма

Это самый древний тип рулевого управления. Система состоит из картера со встроенным винтом, получившим название «червяк». «Червяк» напрямую соединяется с рулевым валом. Помимо винта, в системе присутствует еще один вал с роликом-сектором. Вращение руля приводит к вращению «червяка» и последующему вращению ролика-сектора. К ролику-сектору присоединена рулевая сошка, связанная посредством шарнирного управления с системой тяг.

В результате работы этой системы тяг управляемые колеса поворачиваются, и автомобиль изменяет направление движения. Червячный тип рулевого механизма имеет ряд недостатков. Во-первых, это большая потеря энергии за счет большого трения внутри механизма. Во-вторых, отсутствует жесткая связь между колесами и рулем. В-третьих, для того, чтобы изменить направление движения, нужно обернуть руль несколько раз, что не только выглядит несовременно, но и не соответствует существующим в мире стандартам управления. В настоящее время устройства червячного типа используются только в российских УАЗах, ВАЗах с задним приводом и ГАЗах.

  1. рулевой механизм;
  2. уплотнитель;
  3. карданный шарнир;
  4. рулевой вал;
  5. труба рулевой колонки;
  6. контактное кольцо;
  7. гайка;
  8. рулевое колесо;
  9. подшипник;
  10. рулевая сошка;
  11. шарнир наконечника боковой тяги;
  12. поворотный рычаг;
  13. стяжной хомут;
  14. регулировочная трубка;
  15. шарнир тяги сошки;
  16. боковая тяга;
  17. шарнир боковой тяги;
  18. тяга сошки;
  19. наконечник рулевой тяги;
  20. шарнир маятникового рычага;
  21. маятниковый рычаг;
  22. кронштейн маятникового рычага;
  23. резьбовая заглушка;
  24. коническая пружина;
  25. опорная пята;
  26. проушина тяги;
  27. корпус шарнира;
  28. пластмассовая распорная втулка;
  29. резиновый уплотнитель шарнира боковой тяги;
  30. проушина поворотного рычага или тяги сошки;
  31. шаровой палец;
  32. гайка пальца шарнира;
  33. шплинт резьбовой заглушки;
  34. пластмассовый сухарь;
  35. резиновый уплотнитель шарнира тяги сошки;
  36. металлическая распорная втулка;
  37. палец маятникового рычага;
  38. гайка пальца маятникового рычага;
  39. втулка;
  40. резиновая защитная втулка;
  41. резиновая защитная втулка.

 

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

Для того чтобы уменьшить трение, разработчики предложили разместить между роликом-сектором и гайкой шариковые каналы. Благодаря такому решению удалось значительно уменьшить трение, увеличить отдачу и облегчить управление. Однако наличие все той же сложной системы тяг, большие размеры и неудобная форма винтового механизма привели к тому, что винтовая система была признана также неприспособленной к современным условиям. Однако некоторые известные автопроизводители до сих пор используют механизм «винт-шариковая гайка» при изготовлении машин с продольным двигателем.  Подобные механизмы имеют автомобили Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero  и другие.

«Слабые звенья» рулевого управления

Как и любой другой механизм, рулевое управление время от времени ломается. Опытный водитель прислушивается к своему автомобилю и может определить наличие той или иной неисправности по характерным звукам.

Например, стуки или увеличение люфта рулевого колеса могут свидетельствовать о том, что в рулевом механизме ослаблено крепление картера, кронштейна маятникового рычага или рулевой сошки. Также это может быть признаком того, что шарниры рулевых тяг, передающая пара или втулка маятникового рычага пришли в негодность. Эти неисправности можно устранить при помощи нехитрых манипуляций: замены износившихся деталей, регулировки зацеплений или креплений.

В том случае, если при вращении руля ощущается чрезмерное сопротивление, можно говорить о том, что нарушилось соотношение углов установки передних колес или зацепление передающей пары. Также руль может туго двигаться при отсутствии смазки в картере. Следует устранить данные недостатки: долить смазку, сбалансировать углы установки, отрегулировать зацепление.

Измерение и регулировка люфта

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

Ход работы:

1. Установите машину на ровную и не скользкую площадку.

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

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

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

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

6. Измеряем расстояние между метками штангенциркулем

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

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

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

seite1.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *