Завдання рульового механізму полягає в тому, щоб змінювати напрямок руху автомобіля. У більшості автомобілів можна змінити лише напрямок передніх коліс, але існують сучасні моделі, управління якими відбувається шляхом зміни напрямку всіх чотирьох коліс.
Система рульового управління легкового автомобіля складається з рульового пристрою і приводу. В результаті обертання рульового колеса двигун починає поступальний рух. Потім керовані колеса повертаються, і автомобіль змінює свій напрямок.
В ході цього процесу початкове рух водія посилюється в кілька разів. Схема рульового пристрою показує, які деталі і механізми задіюються в процесі керування автомобілем. На сучасні автомобілі і вантажні автомобілі, призначені для перевезення великих вантажів, додатково встановлюються гідропідсилювачі. Гідропідсилювачі полегшують керування автомобілем і підвищують безпеку руху.
Черв'ячний тип рульового механізму
Це найдавніший тип рульового управління. Система складається з картера з вбудованим гвинтом, який отримав назву «черв'як». «Черв'як» безпосередньо з'єднується з рульовим валом. Крім гвинта, в системі присутній ще один вал з роликом-сектором. Обертання керма призводить до обертання «черв'яка» і подальшого обертанню ролика-сектора. До ролику-сектору приєднана рульова сошка, пов'язана за допомогою шарнірного управління з системою тяг.
В результаті роботи цієї системи тяг керовані колеса повертаються, і автомобіль змінює напрямок руху. Черв'ячний тип рульового механізму має ряд недоліків. По-перше, це велика втрата енергії за рахунок великого тертя всередині механізму.
По-друге, відсутня жорстка зв'язок між колесами і кермом. По-третє, для того, щоб змінити напрямок руху, потрібно обернути кермо кілька разів, що не тільки виглядає несучасно, але і не відповідає існуючим в світі стандартам управління.
Гвинтовий тип рульового механізму
- рульовий механізм;
- ущільнювач;
- карданний шарнір;
- рульовий вал;
- труба рульової колонки;
- контактна кільце;
- гайка;
- рульове колесо;
- підшипник;
- рульова сошка;
- шарнір наконечника бічний тяги;
- поворотний важіль;
- стяжний хомут;
- регулювальна трубка;
- шарнір тяги сошки;
- бічна тяга;
- шарнір бічний тяги;
- тяга сошки;
- накінечник рульової тяги;
- шарнір маятникового важеля;
- маятниковий важіль;
- кронштейн маятникового важеля;
- резьбовая заглушка;
- конічна пружина;
- опорна п'ята;
- проушина тяги;
- корпус шарніра;
- пластмасова втулка розпору;
- гумовий ущільнювач шарніра бічний тяги;
- проушина поворотного важеля або тяги сошки;
- кульовий палець;
- гайка пальця шарніра;
- шплінт різьбовій заглушки;
- пластмасовий сухар;
- гумовий ущільнювач шарніра тяги сошки;
- металева втулка розпору;
- палець маятникового важеля;
- гайка пальця маятникового важеля;
- втулка;
- гумова захисна втулка;
- гумова захисна втулка.
Гвинтовий механізм по-іншому називають «гвинт-кулькова гайка». Розробляючи цю систему, конструктори замінили «черв'яка» спеціальним гвинтом з приєднаною до нього кульковою гайкою. На зовнішній стороні гайки розташовуються зуби, які і входять в контакт з таким же, як і в попередній системі, роликом-сектором.
Для того щоб зменшити тертя, розробники запропонували розмістити між роликом-сектором і гайкою кулькові канали. Завдяки такому рішенню вдалося значно зменшити тертя, збільшити віддачу і полегшити управління. Однак наявність все тієї ж складної системи тяг, великі розміри і незручна форма гвинтового механізму призвели до того, що гвинтова система була визнана також була пристосована до сучасних умов.
Однак деякі відомі автовиробники досі використовують механізм «гвинт-кулькова гайка» при виготовленні машин з поздовжнім двигуном. Подібні механізми мають автомобілі Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero і інші.
Рейковий тип рульового механізму
- накінечник рульової тяги;
- кульовий шарнір наконечника;
- поворотний важіль;
- контргайка;
- тяга;
- внутрішні наконечники рульових тяг;
- болти кріплення рульових тяг до рейки;
- внутрішні наконечники рульових тяг;
- скоба кріплення рульового механізму;
- опора рульового механізму;
- захисний чохол;
- сполучна пластина;
- стопорная пластина;
- сайлентблок;
- демпфуючий кільце;
- опорна втулка рейки;
- рейка;
- картер рульового механізму;
- стягнутий болт муфти;
- нижній фланець еластичної муфти;
- верхня частина облицювального кожуха;
- демпфер;
- рульове колесо;
- кульковий підшипник;
- вал рульового управління;
- нижня частина облицювального кожуха;
- кронштейн кріплення вала рульового керування;
- захисний ковпачок;
- роликовий підшипник;
- приводная шестерня;
- кульковий підшипник;
- стопорне кільце;
- захисна шайба;
- ущільнювальне кільце;
- гайка підшипника;
- пильовик;
- кільце ущільнювача упору;
- стопорне кільце гайки упору;
- упор рейки;
- пружина;
- гайка упору;
- палець кульового шарніра;
- захисний ковпачок;
- вкладиш кульового пальця;
А. мітка на пильовику;
В. мітка на картері рульового механізму;
С. поверхню кульового шарніра;
D. поверхню поворотного важеля
Рейкова конструкція - найпоширеніше пристрій рульового управління. Сила цієї конструкції полягає в її простоті. Цей простий і прогресивний механізм використовується при виробництві 90% автомобілів. В основі пристрою рульової рейки лежить основний елемент - вал-рейка. Вал-рейка оснащена поперечними зубами. На рульовому валу розташовується шестерня, яка зачіпається за зуби рульового вала і переміщує рейку.
Завдяки використанню цієї системи вдалося домогтися мінімізації кількості шарнірних з'єднань і значного збереження енергії. Кожному колесу «належить» за два шарніра і по одній тязі. Для порівняння: в системі «гвинт-кулькова гайка» колесу відповідає три тяги, в «черв'ячному» механізмі - п'ять тяг.
Рульова рейка забезпечила практично прямий зв'язок між кермом і колесами, а значить, в кілька разів збільшила легкість управління автомобілем. Таке рульовий пристрій автомобіля уможливило змінювати напрямок руху мінімальною кількістю оборотів керма.
Ще одна перевага рейкової конструкції - розмір і форма картера. При своєму невеликому розмірі і довгастої форми, картер здатний розміститися в автомобілі будь-де. Автовиробники розміщують картер над двигуном, під двигуном, попереду або позаду, виходячи з моделі автомобіля.
Рейковий механізм дозволив домогтися практично миттєвої реакції коліс на поворот руля.Ета система дозволила створювати швидкісні автомобілі з сучасної, удосконаленою системою керування.
- кронштейн бачка;
- бачок;
- хомут кріплення бачка;
- хомути шлангів;
- зливний шланг (низького тиску);
- нагнітальний шланг (високого тиску);
- болт-штуцер;
- регулювальна гайка;
- рульовий механізм;
- верхня кришка;
- регулювальний гвинт;
- карданний шарнір;
- ущільнювач;
- контргайка;
- рульова сошка;
- кронштейн насоса;
- насос;
- ремінь приводу допоміжних агрегатів;
- шланг
Підсилювач використовується для полегшення управління. Завдяки підсилювача, вдається досягти більшої точності управління, збільшити швидкість передачі руху від керма до колеса. Автомобіль з підсилювачем управляється простіше, легше, швидше. Підсилювач може бути електричним, пневматичним або гідравлічним. У більшості сучасних автомобілів використовується гідравлічний підсилювач, який отримує живлення від електродвигуна.
Гідропідсилювач складається з поворотного клапана і лопатевого насоса. За рахунок руху лопатевого насоса гідравлічна енергія надходить в рульовий механізм. Насос працює за рахунок електричного двигуна автомобіля. Він переміщує гідравлічну рідину.
Величина тиску регулюється за допомогою вбудованого в насос запобіжного клапана. Неважко здогадатися, що чим більше швидкість руху двигуна, тим більша кількість рідини надходить в насосний механізм.
Нові технології
Останнім часом автовиробники стали випускати моделі з електричним підсилювачем. Такі автомобілі управляються «бортовим комп'ютером», тобто електронною системою, що працює в автоматичному режимі. Найбільше ця система нагадує комп'ютерну гру, в якій спеціальні датчики, встановлені на кермі, подають на центральний комп'ютер відомості про всі зміни і змінюють положення механізмів.
«Слабкі ланки» рульового управління
Як і будь-який інший механізм, рульове управління час від часу ламається. Досвідчений водій прислухається до свого автомобіля і може визначити наявність тієї чи іншої несправності за характерними звуками.
Наприклад, стуки або збільшення люфту рульового колеса можуть свідчити про те, що в рульовому механізмі ослаблене кріплення картера, кронштейна маятникового важеля або рульової сошки. Також це може бути ознакою того, що шарніри рульових тяг, передає пара або втулка маятникового важеля прийшли в непридатність. Ці несправності можна усунути за допомогою нехитрих маніпуляцій: заміни зношених деталей, регулювання зачеплень або кріплень.
У тому випадку, якщо при обертанні керма відчувається надмірне опір, можна говорити про те, що порушилося співвідношення кутів установки передніх коліс або зачеплення передавальної пари. Також кермо може туго рухатися при відсутності змащення в картері. Слід усунути дані недоліки, необхідно доповнювати мастило, збалансувати кути установки, відрегулювати зачеплення.
профілактика
Щоб пристрій рульового управління автомобіля служило довго, необхідно приділяти увагу його профілактиці. Ретельна перевірка деталей і механізмів рульового управління зможе вберегти від поломок, що вимагають тривалого і дорогого ремонту. Крім профілактики, велике значення має стиль водіння.
Попередити виникнення несправностей може своєчасне технічне обслуговування, що включає в себе діагностику стану рульового механізму і інших важливих деталей і елементів автомобіля.