Рулевое управление

Рулевое управление

Рулевое управление — система управления направлением движения транспортных средств с помощью рулевого колеса. Состоит из механизмов, преобразующих положение (угол поворота) руля в пропорциональное изменение положения колёс или аналогичных управляющих направлением движения элементов (поворот движителя, поворот направляющей лыжи, конька).

Рулевое управление служит для обеспечения  движения автомобиля по заданному водителем  направлению. При повороте автомобиля каждое колесо движется по окружности разного радиуса. Чтобы колеса при этом катились без скольжения, необходимо, чтобы продолжения осей всех колес пересекались в одной точке — в центре поворота автомобиля.

Внешнее переднее колесо при повороте описывает дугу большего радиуса, а  внутреннее — меньшего, следовательно, внутреннее колесо необходимо поворачивать на больший угол, а внешнее —  на меньший. При одинаковых углах поворота колес внутреннее колесо катилось бы с большим скольжением

Рулевой механизм

Рулевой механизм — часть рулевого управления, преобразующая вращательное движение рулевого колеса в поступательное движение рулевых тяг. Как правило, это один из видов механического редуктора, хотя, например, в комбайнах применяется система «гидромотор-шланги-гидроцилиндр». Наиболее распространены следующие виды рулевых механизмов

Шестерня-рейка — руль соединён с неподвижной (вращающейся) шестернёй, концы подвижной рейки через тяги поворачивают колёса. В настоящее время применяется на большинстве легковых автомобилей (переднеприводных).

Червячная передача — рулевое колесо вращает червяк, по которому ходит вырожденный сектор зубчатого колеса — ролик (трение скольжения заменено на трение качения). Перекатываясь по сектору червяка, ролик вращает ось, с другой стороны которой закреплён рычаг, который своим движением перемещает рулевую трапецию. Эта достаточно сложная система, с большим числом деталей, широко применялась на заднеприводных автомобилях, с передней двухрычажной подвеской.

Винт-шариковая гайка — рулевое колесо вращает винтовой вал, поступательно перемещая «гайку» — соответствующую винтовую втулку, через тяги перемещающую рулевую трапецию. Между витками вала и втулки расположены шарики, переводящие трение скольжения в трение качения. Механизм применяется в основном на грузовых автомобилях, совместно с гидроусилителем (втулка-гайка является также поршнем гидроцилиндра).

Рулевой привод

Рулевой привод должен обеспечивать оптимальное соотношение углов  поворота разных управляемых колес, не вызывать поворотов колес при  работе подвески, иметь высокую надежность.

 Наиболее распространен механический  рулевой привод, состоящий из  рулевых тяг, рулевых шарниров  и, иногда, промежуточных (маятниковых)  рычагов.

Шарнир рулевого привода с шаровым пальцем

Поскольку рулевой шарнир должен, как правило, работать в нескольких плоскостях он делается сферическим (шаровым). Такой шарнир состоит из корпуса  с вкладышами и шарового пальца с  надетым на него эластичным защитным чехлом.

Рулевой привод многоосных автомобилей

 Вкладыши выполняются из  материала с антифрикционными  свойствами. Чехол предотвращает  по падание грязи и воды  внутрь шарнира.

 Рулевой привод многоосных  автомобилей с несколькими передними  управляемыми осями принципиально  не отличается от привода автомобиля  с одной управляемой осью, но  имеет большее количество тяг,  шарниров и рычагов.

Рулевой привод задних управляемых  колес грузового автомобиля:

1 — рулевой механизм;

2 — датчик угла поворота  колес;

3 — датчик частоты вращения  коленчатого вала;

4 — аварийная лампа;

5 — датчик частоты вращения  колеса;

6 — электронный блок управления;

7 — гидроцилиндр;

8 — управляющий клапан;

9 — фильтр;

10 — насос;

11 — масляный бак

 Основная цель дополнительного  поворота задних колес автомобиля  — повышение маневренности, причем  задние колеса должны поворачиваться  в другом направлении, нежели  передние. Создать механический  рулевой привод, который обеспечивал  бы указанный характер поворота, несложно, но оказалось, что автотранспортные  средства с таким управлением  склонны к рысканью при движении  по прямой и плохо управляются при входе в скоростные повороты.

 Поэтому в рулевой привод  современных автомобилей с задними  управляемыми колесами устанавливают  устройства, которые отключают поворот  задних колес при скоростях  выше 20–30 км/ч. В связи с этим  привод задних колес делается  гидравлическим или электрическим.

Рулевой привод задних управляемых  колес автомобиля

 В ряде случаев задние  колеса легковых автомобилей  делаются поворотными не столько  для повышения маневренности,  сколько для подруливания при прохождении поворотов на большой скорости. Механический, гидравлический или электрический рулевой приводы обеспечивают поворот задних колес в ту или иную сторону на небольшие углы (не более 2–3°), что улучшает управляемость на высокой скорости.