Загальна будова рульового керування.

Призначення рульового керування.

Рульове керування автомобіля – схема, пристрій роботи, несправності

Одним з найважливіших вузлів автомобіля є рульове управління – воно призначається для забезпечення руху автотранспорту в заданому напрямку. Більшість легкових автомобілів змінюють траєкторію свого руху поворачиванием передніх коліс, так званий кінематичний тип повороту. Також змінити напрямок руху авто можна пригальмовуванням певних коліс. Такий спосіб узятий за основу в роботі системи курсової стійкості.

Система рульового управління більшості сучасних автомобілів складається з рульового колеса, рульової колонки, приводу і рульового механізму.

Прикладається водієм зусилля, потрібне для зміни траєкторії руху машини, сприймається рульовим колесом і через рульову колонку передається на рульовий механізм. Крім цього рульове колесо ще виконує інформативну функцію. Сила зусиль, необхідних для руху, наявність вібрацій в кермі дає зрозуміти водієві про характер руху і стан дороги. Стандарт діаметра рульового колеса для легкового авто знаходиться в діапазоні від 380 до 425мм, а для вантажних машин такий діапазон становить 440-550мм. У спортивних автомобілів рульове колесо трохи менше в діаметрі, ніж мінімальна стандартне для легкових машин.

У деяких автомобілів взагалі не передбачена заміна рульового колеса на «смак» водія.

Загальна будова рульового керування.

Рульове управління сучасних автомобілів з поворотними колесами включає в себе наступні елементи:

—рульове колесо з рульовим валом (рульовою колонкою);

— рульовий механізм;

— рульовий привід (може містити підсилювач і (або) амортизатори).

Рульове колесо знаходиться в кабіні водія і розташоване під таким кутом до вертикалі, що забезпечує найбільш зручний охоплення його обода руками водія. Чим більше діаметр рульового колеса, тим за інших рівних умов менше зусилля на ободі рульового колеса, але при цьому зменшується можливість швидкого повороту керма при виконанні різких маневрів.

Рульове управління з гідропідсилювачем:1 — рульова сошка; 2 — поздовжня рульова тяга; 3 — рульовий механізм; 4 — всмоктуючий шланг; 5 — зливний шланг; 6 — бачок; 7 — права бічна рульова тяга; 8 — правий маятниковий важіль; 9 — поперечна рульова тяга; 10 — вхідний вал рульового механізму; 11 — нижній карданний шарнір; 12 — карданний вал; 13 — верхній карданний шарнір; 14 — вал рульової колонки; 15 — рульове колесо; 16 — лівий маятниковий важіль; 17, 21 — наконечники лівої бічної тяги; 18 — хомут регулювальної трубки; 19 — лівий важіль рульової трапеції; 20 — чохол шарніра; 22 — шарнір; 23 — нагнітальний шланг; 24 — насос гідропідсилювача

Рульовий механізм.

До рульового механізму пред'являються наступні вимоги:— оптимальне передавальне число, що визначає співвідношення між необхідним кутом повороту рульового колеса і зусиллям на ньому; — незначні втрати енергії при роботі (високий ККД);— можливість самовільного повернення рульового колеса в нейтральне положення, після того як водій перестав утримувати рульове колесо в поверненому положенні;— незначні зазори в рухомих з'єднаннях для забезпечення малого люфту або вільного ходу рульового колеса;— висока надійність.Найбільше поширення на легкових автомобілях сьогодні отримали рейкові рульові механізми.

Рейковий рульовий механізм без гідропідсилювача:1 — чохол;2 — вкладиш;3 — пружина;4 — кульовий палець;5 — кульовий шарнір;6 — упор;7 — рульова рейка;8 — шестірняКонструкция такого механізму включає в себе шестерню, встановлену на валу рульового колеса, і пов'язану з нею зубчасту рейку. При обертанні рульового колеса рейка переміщується вправо або вліво і через приєднані до неї тяги рульового приводу повертає керовані колеса.Причинами широкого застосування на легкових автомобілях саме такого механізму є: простота конструкції, малі маса і вартість виготовлення, високий КПД, невелике число тяг і шарнірів. Крім того, розташований упоперек автомобіля корпус рейкового рульового механізму залишає достатньо місця в моторному відсіку для розміщення двигуна, трансмісії та інших агрегатів автомобіля. Рейкове рульове управління має високу жорсткість, що забезпечує більш точне управління автомобілем при різких маневрах.Разом з тим рейковий рульовий механізм володіє і рядом недоліків: підвищена чутливість до ударів від дорожніх нерівностей і передача цих ударів на рульове колесо; схильність до віброактивності рульового управління, підвищена нагруженность деталей, складність установки такого рульового механізму на автомобілі з залежною підвіскою керованих коліс. Це обмежило сферу застосування такого типу рульових механізмів тільки легковими (з вертикальним навантаженням на керовану вісь до 24 кН) автомобілями з незалежною підвіскою керованих коліс.

Рейковий рульовий механізм з гідропідсилювачем:1 — рідина під високим тиском;2 — поршень;3 — рідина під низьким тиском;4 — шестерня;5 — рульова рейка;6 — розподільник гідропідсилювача;7 — рульова колонка;8 — насос гідропідсилювача;9 — резервуар для рідини;10 — елемент підвіски

Рульовий механізм типу «глобоидальный черв'як-ролик» без гідропідсилювача: 1 — ролик;2 — черв'як Легкові автомобілі з залежною підвіскою керованих коліс, малотоннажні вантажні автомобілі і автобуси, легкові автомобілі високої прохідності оснащуються, як правило, керманичами механізмами типу «глобоидальный черв'як—ролик». Раніше такі механізми застосовувалися і на легкових автомобілях із незалежною підвіскою (наприклад, сімейство ВАЗ-2105, -2107), але в даний час їх практично витіснили рейкові рульові механізми.Механізм типу «глобоидальный черв'як–ролик» являє собою різновид черв'ячної передачі і складається із сполученого з рульовим валом глобоидального черв'яка (черв'яка з змінним діаметром) і ролика, встановленого на валу. На цьому ж валу поза корпусу рульового механізму встановлений важіль (сошка), з яким пов'язані тяги рульового приводу. Обертання рульового колеса забезпечує обкачування ролика по черв'яку, хитання сошки і поворот керованих коліс.У порівнянні з рейковими керманичами механізмами черв'ячні механізми мають меншу чутливість до передачі ударів від дорожніх нерівностей, забезпечують великі максимальні кути повороту керованих коліс (краща маневреність автомобіля), добре компонуються з залежною підвіскою, допускають передачу великих зусиль. Іноді черв'ячні механізми застосовують на легкових автомобілях високого класу і великий власної маси з незалежною підвіскою керованих коліс, але в цьому випадку ускладнюється конструкція рульового привода — додається додаткова тяга і маятниковий важіль. Крім того, черв'ячний механізм вимагає регулювання і дорогий у виготовленні.

Рульовий механізм типу «гвинт-кулькова гайка–рейка–зубчастий сектор» без гідропідсилювача (а):1 — картер;2 — гвинт з кульковою гайкою;3 — вал-сектор;4 — пробка заливного отвору;5 — регулювальні прокладки;6 — вал;7 — ущільнювач рульового вала;8 — сошка;9 — кришка;10 — ущільнювач валу-сектора;11 — зовнішнє кільце підшипника вала сектора;12 — стопорне кільце;13 — ущільнювальне кільце;14 — бічна кришка;15 — пробка;зі вбудованим гідропідсилювачем (б):1 — регулювальна гайка;2 — підшипник;3 — ущільнювальне кільце;4 — гвинт;5 — картер;6 — поршень-рейка;7 — гідравлічний розподільник;8 — манжета;9 — ущільнювач;10 — вхідний вал;11 — вал-сектор;12 — захисна кришка;13 — стопорне кільце;14 — ущільнювальне кільце;15 — зовнішнє кільце підшипника вала сектора;16 — бічна кришка;17 — гайка;18 — болтНайбільш поширеним рульовим механізмом для важких вантажних автомобілів і автобусів є механізм типу «гвинт–кулькова гайка–рейка–зубчастий сектор». Іноді рульові механізми такого типу можна зустріти на великих і дорогих легкових автомобілях (Mercedes, Range Rover та ін).При повороті рульового колеса обертається вал механізму з гвинтовою канавкою і переміщується надітий на нього гайка. При цьому гайка, що має на зовнішній стороні зубчасту рейку, повертає зубчастий сектор вала сошки. Для зменшення тертя в парі гвинт–гайка передача зусиль в ній відбувається за допомогою кульок, циркулюючих в гвинтовій канавці. Даний кермовий механізм має ті ж переваги, що і розглянутий вище черв'ячний, але має великий ККД, що дозволяє ефективно передавати великі зусилля і добре компонується з гідравлічним підсилювачем рульового управління.Раніше на вантажних автомобілях можна було зустріти й інші типи кермових механізмів, наприклад «черв'як–бічний сектор», «гвинт–кривошип», «гвинт–гайка–шатун–важіль». На сучасних автомобілях такі механізми з-за їх складності, необхідність регулювання та низького ККД практично не застосовуються.

Рульовий вал з зминаючимися при ударі елементами:1 — вал до удару; 2 — вал в процесі зминання; 3 — повністю «складений» вал;4 — максимальний хід рульового валу

Рульовий привід.

Рульовий привід повинен забезпечувати оптимальне співвідношення кутів повороту різних керованих коліс, не викликати поворотів коліс при роботі підвіски, мати високу надійність.Найбільш поширений механічний рульовий привод, що складається з рульових тяг, рульових шарнірів і, іноді, проміжних (маятникових) важелів.

Шарнір рульового приводу з кульовим пальцем.Оскільки шарнір рульової повинен, як правило, працювати в декількох площинах він робиться сферичним (шаровим). Такий шарнір складається з корпусу з вкладишами і кульового пальця з надітим на нього еластичним захисним чохлом.Рульовий привід багатовісних автомобілівВкладиші виконуються з матеріалу з антифрикційними властивостями. Чохол запобігає по падання бруду і води всередину шарніра.Рульовий привід багатовісних автомобілів з кількома передніми керованими осями принципово не відрізняється від приводу автомобіля з одного керованою віссю, але має більшу кількість тяг, шарнірів і важелів.

Рульовий привід задніх керованих коліс вантажного автомобіля:1 — рульовий механізм; 2 — датчик кута повороту коліс; 3 — датчик частоти обертання колінчастого вала; 4 — аварійна лампа; 5 — датчик частоти обертання колеса; 6 — електронний блок керування; 7 — гідроциліндр; 8 — керуючий клапан; 9 — фільтр; 10 — насос; 11 — масляний бакОсновна мета додаткового повороту задніх коліс автомобіля — підвищення маневреності, причому задні колеса повинні обертатися в іншому напрямі, ніж передні. Створити механічний рульовий привід, який забезпечував би зазначений характер повороту, нескладно, але виявилося, що автотранспортні засоби з таким управлінням схильні до рисканню при русі по прямій і погано управляються при вході в швидкісні повороти.Тому в рульовий привід сучасних автомобілів з задніми керованими колесами встановлюють пристрої, що відключають поворот задніх коліс при швидкостях вище 20-30 км/ч. У зв'язку з цим привід задніх коліс робиться гідравлічним або електричним.

Рульовий привід задніх керованих коліс автомобіляУ ряді випадків задні колеса легкових автомобілів робляться поворотними не стільки для підвищення маневреності, скільки для підрулення при проходженні поворотів на великій швидкості. Механічний, гідравлічний або електричний рульової приводи забезпечують поворот задніх коліс в ту або іншу сторону на невеликі кути (не більше 2-3°), що покращує керованість на високій швидкості.

12 3

Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 17236;