1. Конструкція рульового керування автомобіля
2. колонка
3. механізм
4. привід
5. Принцип роботи рульового управління
6. підсилювачі
7. Знос і несправності
8. ТО і ремонт

Рульове управління автомобіля - сукупність вузлів і механізмів, які дозволяють змінювати напрямок руху авто шляхом примусового повороту коліс передньої осі в потрібну сторону (кінематичний тип управління). Відноситься ця складова до систем управління авто, і від неї безпосередньо залежить безпека руху.

На техніці крім кінематичного типу рульового управління (за рахунок поворот коліс керованої осі) використовується силовий тип (за рахунок пригальмовування потрібних коліс або «перелому» рами). Другий тип знайшов поширення тільки на спец. техніці. На автомобілях же використовується виключно кінематичний тип рульового управління. Хоча в сучасних автомобілях силовий тип може використовуватися як допоміжний - система курсової стійкості «підрулює» авто шляхом пригальмовування коліс, забезпечуючи більш впевнений вхід авто в поворот.

Конструкція рульового керування автомобіля

Рульове управління автомобіля складається з трьох компонентів:

1. Колонки.
2. Механізму.
3. Приводу.

За рахунок взаємодії цих компонентів між собою здійснюється передача дій водія на колеса керованої осі, що і забезпечує їх поворот.

Додатково в конструкцію авто входить допоміжний механізм - підсилювач рульового управління, частково компенсує зусилля водія, тим самим спрощуючи управління машиною.

колонка

Рульова колонка являє собою вал, за допомогою якого зусилля водія передається на механізм. Один кінець цього вала заведений в салон, і на нього посаджений кермо (шліцьовим з'єднанням), за допомогою якого водій і здійснює дії для зміни напрямку руху (обертає його).

У сучасних авто рульовий вал є складовим - що складається з декількох частин, з'єднаних між собою карданними шарнірами. Переваги цієї конструкції:

1. Можливість регулювання. Складений пристрій дозволяє водієві налаштувати для себе зручне положення керма (змінити виліт і кут нахилу колонки);
2. Підвищення безпеки. Складова конструкція є травмобезопасной - за рахунок карданних шарнірів при фронтальному ударі авто об перешкоду, колонка «ламається», а не виходить в салон назустріч водієві;

Вал рульової колонки пустотіла, що дозволяє протягнути всередині нього проводку для живлення елементів - клавіші звукового сигналу, пиропатрона подушки безпеки , Системи підігріву рульового колеса.

На колонку встановлюється ряд органів управління обладнанням авто:

• перемикач поворотников;
• важіль установки режиму роботи головного світла (ближній, дальнє світло);
• перемикач склоочисників і системи омиву лобового і заднього скла;
• перемикачі передач КПП (в авто, оснащених АКПП, РКПВ, варіатором);
• клавіші управління мультимедійною системою, круїз-контролем (безпосередньо на кермі);
• замок запалювання;

Розташування зазначених елементів на рульовій колонці забезпечує зручний доступ до них водієві.

механізм

Рульовий механізм черв'ячного типу

Рульовий механізм ключовий в системі. Цей вузол забезпечує збільшення зусилля, прикладеного водієм до керма, і передачу його на привід.

Найчастіше використовується рульовий механізм двох видів: черв'ячний і рейковий.

У черв'ячному рульовому механізмі основними елементами є черв'ячок і ролик. На легкових авто поширення набув механізм типу «шестерня-рейка». У вузлі цієї конструкції обертальний рух шестерні перетворюється в зворотно-поступальний переміщення рейки з зубчастим сектором. Саме шестерня і рейка - ключові елементи механізму. Ці складові розміщуються в корпусі, закріплюється в підкапотному просторі на моторному щиті або підрамнику.

Косозубая шестерня жорстко посаджена на другий кінець валу рульової колонки, тому вплив на кермо призводить до обертання шестерні.

Завдяки зубах шестерня має постійне зачеплення із зубчастим сектором на рейці. Сама рейка являє собою шток, тому обертання шестерні призводить до зміщення рейки по поздовжній осі (наприклад, при обертанні керма вліво, рейка йде вправо). Рульова рейка пов'язана з рульовим приводом, що впливає на колеса.

За рахунок такої конструкції механізму і забезпечується передача зусилля (і його збільшення завдяки заданому передавальному співвідношенню) від керма до приводу.

Стаття в тему:

привід

Рульовий привід включає в себе систему тяг, що з'єднують рейку з поворотними кулаками коліс. До рейці тяги закріплюються жорстко, а ось з поворотними кулаками вони з'єднуються через кермові кульові наконечники.

Залежно від конструкції підвіски, в ролі поворотного кулака може виступати амортизаційна стійка ( підвіска Макферсона ) Або маточина колеса (в важільних підвісках).

У підвісці МакФерсона можливість обертатися стійці навколо осі забезпечується опорним підшипником і кульовою опорою. У важільних же підвісках обертання маточини здійснюється за рахунок використання двох кульових опор (верхньої і нижньої). Опори і опорні підшипники хоч і є складовими елементами підвіски, але від них залежить і робота рульового управління.

Принцип роботи рульового управління

Для прикладу візьмемо ситуацію, при якій водієві необхідно повернути ліворуч.

Обертання керма вліво валом колонки передається на шестерню, і вона теж обертається в ту ж сторону. За рахунок зубчастого зачеплення шестерня зміщує рейку вправо.

Зрушуючи, рейка тягне ліву рульову тягу, через що амортизаційна стійка або маточина провертається навколо осі вліво, забезпечуючи поворот лівого колеса в потрібну сторону.

Одночасно рейка штовхає праву рульову тягу, що призводить до повороту правого колеса вліво. В результаті колеса керованої осі повертаються синхронно, але кут повороту у них різний, що виключає ковзання коліс при маневрі.

Різниця кутів повороту забезпечується завданням настановних кутів (розвалу і сходження) керованим колесам.

підсилювачі

Рульове управління автомобілів зараз комплектується підсилювачами, що забезпечують підвищення зусилля, що прикладається водієм до керма.

Найбільшого поширення набули підсилювачі гідравлічного та електричного типів.

У першому варіанті додаткове зусилля створюється за рахунок тиску рідини, нагнітання якої виконується спеціальним насосом. Особливістю конструкції гідропідсилювача є використання рульового механізму в якості силового циліндра (корпус виконує роль циліндра, а рейка - поршня).

В електричному підсилювачі додатково зусилля створюється електродвигуном з редуктором. На автомобілях використовується два типи електропідсилювач - наявних на колонці і впливають на її вал, а також входять до конструкцію механізму (взаємодіє з рейкою).

Знос і несправності

Система керування автомобілем має порівняно просту конструкцію, що забезпечує вузлу великий ресурс. Але з часом складові компоненти рульового управління зношуються (ламаються вони рідше), що сильно позначається на керованості авто, а відповідно і на безпеці руху.

Зносу схильні компоненти, які взаємодіють з іншими складовими або володіють рухливими елементами:

• карданні шарніри колонки;
• пара «шестерня-рейка»;
• втулки рейки;
• кермові наконечники;

Знос вказаних компонентів призводять до появи люфту в рульовому управлінні , Через які знижується керованість машини (зменшується взаємозв'язок між керованими колесами і кермом).

Оскільки люфти в компонентах вузла з'являються відразу і від них не позбутися, встановлені граничні норми зносу рульового управління. Для легкових авто критичним є сумарний люфт, що перевищує 10 град., А для вантажних авто - 20 град. Сумарний люфт визначається за допомогою спеціального приладу - Люфтомір.

Якщо люфт перевищує граничні норми, вузол вимагає ремонту. Усунення зносу в наконечниках, карданних шарнірах виконується шляхом їх заміни.

Для усунення люфту в парі «шестерня-рейка» в конструкції механізму передбачений спеціальний регулювальний гвинт, яким «вибирається» зазор, утворений між зубами. Але при сильному зносі зубів регулювання вже неможлива, і відновлення нормальної працездатності механізму виконується шляхом ремонту із заміною зношених елементів.

Крім зносу у вузлі не виключена й поява несправностей, які проявляються у вигляді підвищення зусилля при повороті в бік, подклиниванием, хрускотом. Такі симптоми вказують на поломки в механізмі - викришування зубів шестерні і сектора рейки, їх граничний знос.

ТО і ремонт

Обслуговування системи управління автомобіля включає в себе ряд операція:

1. Регулювання кутів розвалу / сходження (кожен раз після ремонту, пов'язаного з підвіскою і управлінням);
2. Діагностика стану компонентів (візуальний огляд, завмер сумарного люфту, перевірка ступеня зносу рухомих компонентів);
3. Регулювання зачеплення в робочій парі механізму;

Рульове управління добре піддається ремонту. Заміна складових системи потрібно рідко, найчастіше вдається відновити працездатність управління шляхом ремонту з використанням ремкомплектов і запчастин.