Рулевое управление автомобиля как правильно

Рулевое управление автомобиля

Одной из основных систем, обеспечивающих безопасность передвижения на автомобиле, является рулевое управление. Назначение рулевого управления автомобиля — возможность менять направление движения, совершать повороты и маневры при объезде препятствий или обгоне. Эта составляющая также важна, как и тормозная система. Доказательством тому является предписание ПДД, эксплуатация автомобиля с неисправными указанными механизмами категорически запрещена.

Особенности узла и конструкция

На автомобилях используется кинематический способ смены направления движения, подразумевающий, что осуществление поворота происходит за счет смены положения управляемых колес. Обычно управляемой является передняя ось, хотя существуют и авто с так называемой системой подруливания. Особенность работы в таких авто заключается в том, что колеса задней оси тоже поворачиваются при изменении направления, хоть и на меньший угол. Но пока эта система широкого распространения не получила.

Помимо кинематического способа на технике используется еще и силовой. Особенность его заключается в том, что для совершения поворота колеса одной стороны притормаживаются, в то время, как с другой стороны они продолжают двигаться с прежней скоростью. И хоть этот способ изменения направления на легковых авто распространения не получил, на них он все же используется, но в несколько ином качестве – как система курсовой устойчивости.

Этот узел автомобиля состоит из трех основных элементов:

• рулевая колонка;
• рулевой механизм;
• привод (система тяг и рычагов);

У каждой составляющей – своя задача.

Рулевая колонка

Выполняет передачу вращательного усилия, которое создает водитель для изменения направления. Состоит она из рулевого колеса, располагаемого в салоне (на него и воздействует водитель, вращая его). Оно жестко посажено на вал колонки. В устройстве этой части рулевого управления очень часто используется вал, разделенный на несколько частей, соединенных между собой карданными шарнирами.

Такая конструкция сделана не просто так. Во-первых, это позволяет менять угол положения рулевого колеса относительно механизма, смещать его в определенную сторону, что нередко необходимо при компоновке составных частей авто. В дополнение такая конструкция позволяет повысить комфортабельность салона – водитель может менять положение рулевого колеса по вылету и наклону, обеспечивая максимально удобное его положение.

Во-вторых, составная рулевая колонка имеет свойство «ломаться» в случае ДТП, снижая вероятность травмирования водителя. Суть такова – при фронтальном ударе двигатель может сместиться назад и толкнуть рулевой механизм. Если бы вал колонки был цельным, изменение положения механизма привело бы к выходу вала с рулевым колесом в салон. В случае же со составной колонкой, перемещение механизма будет сопровождаться всего лишь изменением угла одной составляющей вала относительно второй, а сама колонка остается неподвижной.

Рулевой механизм

Предназначен для преобразования вращения вала рулевой колонки в поступательные движения элементов привода.

Наибольшее распространение на легковых автомобилях получили механизмы типа «шестерня-зубчатая рейка». Ранее же использовался еще один вид – «червяк-ролик», который сейчас в основном используется на грузовых авто. Еще один вариант для грузовиков – «винтовой».

«шестерня-рейка»

Распространение тип «шестерня-рейка» получил благодаря сравнительно простому устройству рулевого механизма. Состоит этот конструктивный узел из трех основных элементов – корпус, в котором размещается шестерня и перпендикулярно ей – рейка. Между двумя последними элементами имеется постоянное зубчатое зацепление.

Работает этот вид механизма так: шестерня жестко связана с рулевой колонкой, поэтому она вращается вместе с валом. Из-за зубчатого соединения вращение передается на рейку, которая при таком воздействии смещается внутри корпуса в ту или иную сторону. Если водитель вращает рулевое колесо влево, взаимодействие шестерни с рейкой приводит к тому, что последняя перемещается вправо.

Зачастую на авто применяются механизмы «шестерня-рейка» с фиксированным передаточным числом, то есть диапазон поворота рулевого колеса для изменения угла колес одинаков при всех их положениях. Для примера, предположим, что для поворота колес на угол 15° необходимо сделать 1 полный оборот руля. Так вот, неважно, в каком положении находятся управляемые колеса (крайнее, прямолинейное), для поворота на указанный угол придется сделать 1 оборот.

Но некоторые автопроизводители устанавливают на свои авто механизмы с меняющимся передаточным числом. Причем достигается это достаточно просто – изменением угла положения зубьев на рейке в определенных зонах. Эффект от этой доработки механизма такой: если колеса стоят прямо, то для изменения их положения на те же 15° (пример) требуется 1 оборот. Но если они находятся в крайнем положении, то из-за измененного передаточного числа, колеса повернуться на указанный угол уже через пол-оборота. В результате диапазон поворота руля «от края до края» значительно меньше, чем в механизме с фиксированным передаточным числом.

Рейка с переменным передаточным числом

Помимо простоты устройства тип «шестерня-рейка» используется еще потому, что в такой конструкции возможна реализация исполнительных механизмов гидроусилителя (ГУР) и электроусилителя (ЭУР), а также электрогидравлического (ЭГУР).

«червяк-ролик»

Следующий тип – «червяк-ролик», менее распространен и на легковых авто сейчас практически не используется, хотя его можно встретить на автомобилях ВАЗ классического семейства.

В основе этого механизма положена червячная передача. Представляет червяк собой винт с резьбой особого профиля. Этот винт располагается на валу, соединенном с рулевой колонкой.

С резьбой этого червяка контактирует ролик, соединенный с валом, на который посажена сошка – рычаг, взаимодействующий с элементами привода.

Червячный рулевой механизм

Суть работы механизма такова: при вращении вала, винт вращается, что приводит к продольному перемещению ролика по его резьбе. А поскольку ролик установлен на валу, то это смещение сопровождается поворотом последнего вокруг своей оси. Это в свою очередь приводит к полукруговому движению сошки, которая и воздействует на привод.

От механизма типа «червяк-ролик» на легковых авто отказались в пользу «шестерни-рейки» из-за невозможности интегрировать в него гидроусилитель (на грузовых авто он все же имелся, но исполнительный механизм был вынесенным), а также достаточно сложной конструкции привода.

Винтовой тип

Конструкция винтового механизма – еще сложнее. В ней также имеется винт с резьбой, но контактирует он не с роликом, а со специальной гайкой, на внешней стороне которой нанесен зубчатый сектор, взаимодействующий с таким же, но сделанным на валу сошки. Также существуют механизмы с промежуточными роликами между гайкой и зубчатым сектором. Принцип же действия такого механизма практически идентичен червячному – в результате взаимодействия вал проворачивается и тянет сошку, а та в свою очередь – привод.

Винтовой рулевой механизм

На винтовой механизм можно установить гидроусилитель (гайка выполняет роль поршня), но на легковых авто он не применяется из-за массивности конструкции, поэтому и используется он только на грузовиках.

Привод

Привод в конструкции рулевого управления используется для передачи перемещения рейки или сошки на управляемые колеса. Причем в задачу этой составляющей входит изменение положения колес на разные углы. Обусловлено это тем, что колеса при повороте движутся по разным радиусам. Поэтому колесо с внутренней стороны при изменении траектории движения должно поворачиваться на больший угол, чем внешнее.

Конструкция привода зависит от используемого механизма. Так, если на авто используется «шестерня-рейка», то привод состоит всего лишь из двух тяг, соединенных с поворотным кулаком (роль которого выполняет амортизационная стойка) посредством шарового наконечника.

К рейке эти тяги могут крепиться двумя способами. Менее распространенным является жесткая фиксация их болтовым соединением (в некоторых случаях соединение осуществляется через сайлент-блок). Для такого соединения в корпусе механизма проделано продольное окно.

Более распространенный метод соединения тяг – жесткое, но подвижное соединение с концами рейки. Для обеспечения такого соединения на конце обеих тяг сделан шариковый наконечник. Посредством гайки этот шар прижимается к рейке. При передвижении последней тяга меняет свое положение, что и обеспечивает имеющееся соединение.

В приводах, где используется механизм «червяк-ролик», конструкция значительно сложнее и представляет собой целую систему рычагов и тяг, получивших называние рулевой трапеции. Так, к примеру, на ВАЗ-2101 привод состоит из двух боковых тяг, одной средней, маятникового рычага и поворотных кулаков с рычагами. При этом для обеспечения возможности изменения угла положения колеса поворотный кулак крепиться к рычагам подвески при помощи двух шаровых опор (верхней и нижней).

Большое количество составных элементов, а также соединений между ними делает такой тип привода более подверженным износу и возникновению люфтов. Этот факт — еще одна причина отказа от червячного механизма в пользу реечного.

«Обратная связь»

Стоит отметить, что в рулевом механизме существует еще и так называемая «обратная связь». Водитель не только воздействует на колеса, а посредством ее же получает информацию об особенностях движения колес по дороге. Проявляется это в виде вибраций, рывков, создания определенно направленных усилий на руле. Эта информация считается очень важной для правильной оценки поведения авто. Доказательством тому является тот факт, что в авто, оснащаемых ГУР и ЭУР, конструкторы сохранили «обратную связь».

Передовые разработки

Этот узел продолжают совершенствовать, так самыми последними достижениями являются системы:

• Активного (динамического) рулевого управления. Она позволяет изменять передаточное число механизма в зависимости от скорости автомобиля. Также выполняет и дополнительную функцию – корректировка угла передних колес в поворотах и при торможении на скользкой дороге.
• Адаптивного рулевого управления (управление по проводам). Это самая новая и перспективная система. В ней отсутствует прямая связь между рулем и колесами, всё работает за счёт датчиков и исполнительных устройств (сервоприводов). Большое распространение система ещё не получила по причине психологического и экономического факторов.

Система «рули по проводам»

Заключение

В целом механизм является достаточно надежным узлом, не требующим никакого обслуживания. Но при этом эксплуатация рулевого управления автомобиля подразумевает проведение своевременной диагностики для выявления неисправностей.

Конструкция этого узла состоит из множества элементов с подвижными соединениями. А где такие соединения есть, со временем из-за износа контактирующих элементов, в них появляются люфты, которые в значительной мере могут повлиять на управляемость авто.

Сложность диагностики рулевого управления зависит от его конструктивного исполнения. Так в узлах с механизмом «шестерня-рейка» соединений, которые необходимо проверять не так уж и много: наконечники, зацепление шестерни с рейкой, карданы рулевой колонки.

А вот с червячным механизмом из-за сложной конструкции привода точек диагностики значительно больше.

Что касается ремонтных работ при нарушении работоспособности узла, то наконечники при сильном износе просто заменяются. В рулевом механизме на начальном этапе люфт удается убрать регулировкой зацепления, а если это не помогло – переборкой узла с использованием ремкомплектов. Карданы колонки, как и наконечники – просто заменяются.

Источник статьи: http://autoleek.ru/hodovaja-chast/rulevoe-upravlenie/rulevoe-upravlenie-avtomobilya.html

Техника руления авто

Довольно большая категория начинающих водителей жалуется, что после уроков у неплохих автоинструкторов и получения прав испытывает проблемы с правильной техникой руления. А ведь именно она способствует выработке профессионализма на дороге, помогает меньше уставать и достойно выходить из сложных ситуаций. Для начала имеет смысл перечислить ошибки новичков, чтобы дальше разобраться с тем, как правильно держать руки на руле и корректно вращать «баранку».

Основные ошибки начинающих

Уже после получения удостоверения многие новоиспеченные водители расслабляются: они забывают о грамотной посадке в кресле, неправильно ставят ноги на педали, и, конечно же, пренебрегают правильным хватом рулевого колеса. У них довольно быстро вырабатывается чувство ложной уверенности и способности контролировать ситуацию. При этом манипуляции с рулем совершаются совершенно разные – от резкого дерганья руля до руления одной рукой и даже просто пальцами.

Также среди наиболее распространенных погрешностей наблюдается «вис» на руле, «мертвая хватка» и управление автомобилем прямыми руками. Между тем существуют элементарные правила, помогающие действительно контролировать ситуацию, вести машину прямо, без «виляния», безопасно входить в поворот и грамотно освоить езду задом.

Правильная постановка рук на руле

Корректная техника руления автомобилем требует соблюдения определенного алгоритма действий, который начинается с постановки рук на «баранке». Если вовремя не освоить этот прием, в дальнейшем обучение пойдет по ложному пути и даст только фиктивные результаты.

Изначально следует запомнить, что заняв удобное положение в кресле следует обхватить руль надежно, но не сжимая изо всех сил. Однако при этом его вес и тягу водитель обязан ощущать. Далее, умозрительно разделив «баранку» на 12 равных частей по принципу часов, правую руку нужно положить на условные 2-3 часа, а левую на 9-10. При этом обе руки должны быть слегка согнуты, разведены в стороны и подвижны.

Такое положение позволяет быстро перехватывать рулевое колесо, не отрывая надолго рук, что делает управление автомобилем уверенным и комфортным. Отметим, что у автогонщиков практикуется другая техника руления, позволяющая совершать маневры гораздо быстрее. Однако на дорогах общего пользования она не применима в силу ее специфичности и риска спровоцировать аварийную ситуацию.

Управления на прямой

Опытные водители знают, что универсальных хватов руля, как и приемов его вращения не существует. Ведь каждая ситуация специфична и требует разных, порой совершенно противоположных действий. Что касается управления машиной на прямолинейной траектории, то оно осуществляется при вышеописанной постановке рук на руле. То есть они размещаются симметрично, играя роль импровизированного балансира.

При такой технике нужно избегать «виляющего» движения, для чего не следует дожидаться момента, когда машина пойдет на увод. Подруливание должно совершаться в противоположную сторону с учетом заданной траектории движения. Также нужно учитывать тип покрытия и его состояние.

На асфальте рекомендуется использовать свой вес на одной стороне руля, ослабляя другую его сторону; вождение при гололеде или наличии снега осуществляется таким же образом, но все манипуляции должны совершаться очень аккуратно и плавно. Наконец, на гравийных, щебеночных и прочих участках дороги с так называемым меняющимся коэффициентом сцепления шин с покрытием лучший эффект дает постоянное «покачивание» рулевого колеса обеими руками.

Движение задним ходом

Для неопытных водителей этот тип управления может оказаться весьма сложным. В идеале нужно ориентироваться по зеркалам – это позволяет контролировать ситуацию со всех сторон и правильно оценивать расстояние до объектов. Однако на освоение такой техники новичкам требуется много практики, поэтому вначале езду лучше осуществлять с поворотом головы назад.

Данный способ тоже способствует полному контролю видимости, однако есть один нюанс: при движении задним ходом используется одна рука, а вторая должна располагаться на спинке переднего пассажирского кресла. Соответственно, если водитель развернул тело направо, задействуется левая рука, и наоборот.

Специфика руления в поворотах

При входе в поворот меняется расположение колес, и по этой причине можно легко потерять баланс – а значит, и контроль над машиной. Чтобы не допустить неприятной ситуации, при совершении поворота на угол более 90° опытные водители используют технику руления с перехватом.

Особенность такого метода заключается в необходимости постоянного контроля тяги руля, так как в противном случае он вернется в исходное положение. Для этого, используя посменно обе руки, выкручиваем рулевое колесо влево до того момента, пока локоть левой руки не упрется в бок. Чтобы вернуть автомобиль на прямолинейную траекторию и завершить маневр, нужно точно так же использовать обе руки с перехватом, вращая «баранку» в противоположную сторону. И учтите: перехват должен осуществляться до той поры, пока рулевое колесо не будет максимально вывернуто. То есть, оставлять его в «полупозиции» нельзя, иначе никакого контроля в повороте не будет.

Управление в нештатных ситуациях и на большой скорости

Под нештатной ситуацией подразумевается максимальный разгон, экстренное торможение, езда на высокой скорости. В последнем случае, чтобы исключить «виляние» по дороге, автоэксперты рекомендуют технику рывковых действий, причем обязательно обеими руками. Почему? Потому что только так появляется возможность предотвращения потери поперечной устойчивости машины.

Однако излишне резкие действия тоже могут пойти во вред, поэтому движения рук на «баранке» обязаны быть спокойными и достаточно плавными. Освоить езду в данном режиме непросто, поэтому перед выездом на трассу с большим количеством машин крайне важно предварительно попрактиковаться на пустынной дороге.

Источник статьи: http://avtoinstruktor199.ru/articles/texnika-ruleniya-avto/