Рулевое управление автомобиля тяга рулевая

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

Рулевая тяга описание устройство замена недостатки фото видео типы.

Есть немало современных автолюбителей, которые очень часто игнорируют проблемы, возникающие с рулевым управлением. И вроде пока машине ездит, всё нормально, а как только возникают неполадки – просто отправляют своего «железного коня» в сервис. Тем не менее, проблемы с управлением не стоит откладывать в долгий ящик, поскольку именно они могут привести к серьёзным ДТП.

Рулевая тяга – ее функции и уязвимости

В конструкции рулевого управления рулевая тяга обеспечивает передачу усилия от поворота руля на поворотные кулаки колес. Конструктивно рулевая тяга может иметь рулевые наконечники с обоих ее концов, как например, у средней тяги, либо резьбовое окончание с одной стороны и рулевой наконечник с другой. Посредством резьбы, через соединительную втулку, соединяются короткий и длинный рулевые наконечники, образуя регулируемую боковую рулевую тягу. Шарниры на рулевых тягах (рулевые наконечники) необходимы для того, чтобы все подвижные элементы в рулевом приводе могли свободно, относительно друг друга и кузова, поворачиваться в различных плоскостях.

Рулевой привод в свою очередь, необходим для передачи на управляемые колеса автомобиля усилия от рулевого механизма, при этом обеспечивая поворот на неодинаковые углы. Так, если оба колеса будут повернуты на одинаковый угол, то внутреннее колесо при этом будет скользить боком (скрестись по дороге) снижая при этом эффективность рулевого управления. Помимо этого скольжение будет создавать дополнительный нагрев колеса и его износ. Устранить подобный недостаток удается путем поворота внутреннего колеса на больший угол относительно внешнего колеса.

При прохождении поворота каждое колесо идет по своей окружности, отличной от другой, при этом внешнее колесо проходит по большему радиусу, чем внутреннее. При этом центр поворота у обоих колес общий, и внутреннее колесо соответственно нужно повернуть на больший угол, относительно внешнего колеса. Это достигается особой конструкцией рулевой трапеции, включающей в себя рулевые тяги с шарнирами и поворотные рычаги. Задать необходимый угол поворота колес удается путем подбора угла наклона рулевых рычагов, касательно продольной оси автомобиля и длины рулевых тяг. Например, после удара о какое – либо препятствие, повлекшее деформацию либо рычагов, либо рулевых тяг, наблюдается недоворот автомобиля в одну из сторон.

Другими словами удается развернуться на дороге, скажем в левую сторону, но не удается в правую. Это свидетельствует о том, что от удара заданная геометрия подвески автомобиля нарушена. Чаще всего в негодность приходят шарниры, а если точнее, резиновый вкладыш, это, кстати, приводит в негодность и все управление. Происходит такое в результате длительной эксплуатации. Вследствие попадания пыли и грязи может также испортиться пыльник рулевой тяги. Сами же тяги становятся неисправны, в основном, только после механического воздействия. Это может быть наезд колес на края глубоких ям либо же прямой удар о камень и прочее.

Типы рулевого управления

На автомобилях может быть установлено либо рулевое управление с рулевым редуктором червячного типа, либо рулевая рейка. Рулевое управление с механизмом червяк-ролик отличает небольшая склонность к передаче ударов от неровностей дороги, возможность передачи большего усилия и большие углы поворота колес. Но, в то же время в конструкции предусмотрено большое количество рулевых тяг и шарнирных соединений, что способствует «накоплению» люфтов и делает малоинформативным и «тяжелым» руль. Отрицательных моментов, при эксплуатации червячных рулевых механизмов, получается больше, чем положительных и современные автомобили в своем большинстве оснащаются реечным рулевым механизмом. Рулевое управление с реечным рулевым механизмом отличает компактность, минимальное количество рулевых тяг и шарниров и невысокая цена. Все эти факторы способствуют его широкому применению.

Рулевая рейка идеально совмещается с подвеской McPherson в переднеприводной компоновке, обеспечивая точность и легкость рулевого управления. Но и реечное рулевое управление не лишено минусов в эксплуатации. Это передача любого толчка на рулевое колесо, что обусловлено простотой конструкции, что собственно не приемлемо для тяжелых машин.

Характерные признаки неисправности рулевого управления в целом:

— различные внештатные стуки в рулевом управлении;

— характерное биение руля;

— стук при повороте руля;

— увеличенный люфт руля: люфт при вертикальном покачивании руля, говорит о неисправности подшипника ступицы или шаровой опоры, люфт при горизонтальном покачивании

– неисправности рулевого наконечника;

— рулевое колесо стало туго вращаться;

— автомобиль во время движения начинает менять прямое направление движения. Один из этих признаков присутствует, значит, пора на диагностику рулевого управления. При диагностике своими силами, или первоначальной диагностике, обратите внимание на следующие характерные моменты:

— перемещение рулевых наконечников вдоль оси пальцев должно быть не более 1,5 мм. Помощник поворачивает руль, а вы пальцами (наощупь) определяете наличие люфта на шаровых наконечника. Есть люфт или стук – наконечник с шарниром нужно менять. — Проверить затяжку хомута регулировочной муфты на боковой тяге. — Проверить исправность (отсутствие механических повреждений) защитных чехлов шарового шарнира наконечника. Трещины и разрыва есть, чехол меняется.

Когда нужна замена рулевой тяги?

Информация к размышлению: вы должны знать о том, что самая распространенная и характерная неисправность рулевого привода – выход из строя (износ) шарового шарнира наконечников рулевых тяг. И еще, некоторые «кулибины», по старой памяти, используют такой метод ремонта, как реставрация рулевых тяг. Это конечно личное дело каждого водителя, но стоит посчитать свои деньги: как долго пройдет отреставрированная рулевая тяга, будут ли соблюдены все заводские параметры при реставрации и сколько денег стоит реставрация. Не проще ли будет купить заводскую рулевую тягу, благо время дефицита на запчасти давно закончилось. И провести замену рулевой тяги своими руками. Как мы узнаем о неисправности рулевого управления? Элементарно. О том, что пора делать диагностику рулевого управления, нам подскажут руки, лежащие на руле и наш слух.

Как заменить рулевые тяги самостоятельно

1. Автомобиль поддомкратить, поставить «козла». Снимаем переднее колесо.
2. Расшплинтовать гайку пальца и отвернуть ее.
3. Установить съемник и подтянув его гайку до упора, резко ударить молотком по ушку поворотного рычага. Если палец не соскочит, процедуру повторяете: подтянули гайку съемника – ударили молотком.
4. Открутить полностью рулевой наконечник от муфты. WD-40 пригодится, если резьба заржавела.
5. Снять пыльник и открутить тягу от рулевой рейки.
6. Перед установкой новой тяги, приложите ее к снятой старой и сделайте пометку по старому следу на новой тяге. Это нужно для того. Чтобы закрутить ее до метки и нормально доехать до развальщика.
7. Установку новой тяги производим в обратном порядке, желательно уже без молотка. Желательно литолом смазать резьбовые соединения для того, чтобы в следующий раз не применять молоток так активно. И не забудьте смазать шаровый шарнир смазкой, которая идет в комплекте к тяге. После замены рулевой тяги вам прямая дорога на развал-схождение. Некоторые рассказывают о том, что по меткам на тягах устанавливают новые и не нуждаются в услугах развальщика. Мы бы не рекомендовали проводить такие эксперименты, особенно с учетом сегодняшних цен на новую резину.

НЕОБХОДИМЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ЗАМЕНЫ

Первоначально для замены рулевой тяги своими руками вам необходимо приобрести тяги, подходящие именно для вашей модели автомобиля, и по возможности сразу два наконечника, дабы избежать замены старого наконечника в будущем и сэкономить ваши денежные средства. Приведём список популярных и необходимых инструментов для замены этого механизма: Домкрат, «козлы» для безопасности, Пассатижи, гаечные ключи, съёмник рулевых тяг, отвертка, универсальная техническая жидкость WD-40.

Особенности процесса замены

1. 1. Обязательно перед началом работы поставьте автомобиль на ручной тормоз, а под задние колеса установите упорные бруски.
   2. Если вам необходимо демонтировать правую тягу, тогда передние колеса выворачиваются в левую сторону, при демонтаже левой, соответственно, – вправо.
   3. Переднюю часть авто необходимо установить на опоры. Шаровой шарнир крепится к поворотному рычагу при помощи гайки, ее следует раскрутить, предварительно сняв фиксатор. Для следующего шага понадобится съемник рулевых тяг, с его помощью необходимо выпрессовать палец шарового шарнира из поворотного рычага стойки. Отверткой отверните концы стопорной пластины, таким образом, вы расконтрите болты, которые крепят рулевые тяги, затем отверните их вообще. Необходимо повернуть соединительную пластину так, чтобы можно было отсоединить тягу от рулевого механизма. После этого ее можно снять.
   4. Если необходима замена наконечника рулевой тяги, то ее нужно зажать за шестигранник муфты в тисках и ослабить контргайку наконечника. Отворачивая сам наконечник, не забывайте считать количество совершенных оборотов. Лучше всего, зафиксировать это число на бумаге, чтобы не забыть. Устанавливая новый наконечник, заверните его точно на такое же количество оборотов.
   5. При необходимости замены чехла нужно снять старый, затем смазать поверхность герметиком, и только после этого установить новый. Собирать рулевую тягу нужно строго в обратном порядке, поэтому не отвлекайтесь, когда будете разбирать свой автомобиль.

Источник статьи: http://seite1.ru/zapchasti/rulevaya-tyaga-opisanieustrojstvozamenanedostatkifotovideotipy/.html