Рульовий механізм типу «гвинт-гайка-рейка-сектор»

Застосовуються на автомобілях великої вантажопідйомності. У гвинтовому рульовому механізмі, обертання гвинта перетворюється в прямолінійний рух гайки, на котрій нарізані зуби рейки, які находяться в зачепленні з зубчатим сектором. Сектор встановлений на одному валу з сошкою. Для зменшення тертя в рульовому механізмі та підвищенні зносостійкості гвинта та гайки, у їх з’єднанні використовують шарики.

Конструкції таких механізмів показані на рис.6.25. і рис.6.26. Гвинти розташовані на підшипниках у корпусі механізму. Сектор виконаний як одне ціле з валом сошки. На поверхні гайки нарізана зубчата рейка, яка знаходиться в зачепленні з зубчатим сектором.

 

 

Рис. 25. Рульові механізми типу «гвинт-гайка-рейка – зубчатий сектор» без підсилювача:

 

1,17- гайка; 2- підшипник; 3,13,14- кільця; 4- гвинт; 5- картер; 6- поршень-рейка; 7- гідравлічний розподільник; 8- манжета; 9- ущільнювач;

10- вхідний вал; 11- вал-сектор; 12,16- кришки; 13,14,15- кільця; 18- болт.

Рис. 26. Рульові механізми типу «гвинт-гайка-рейка –зубчатий сектор» без підсилювача:

1-картер; 2- гвинт з кульовою гайкою та рейкою; 3- вал-сектор; 4,15- пробки; 5- регулювальні прокладки; 6- рульовий вал; 7,10- ущільнювачі; 8- сошка; 9,14- кришки; 11,12,13- кільця.

Рис. 27. Рульовий механізм “ гвинт – гайка – рейка – сектор “.

 

 

Рис. 28. Рейковий рульовий механізм з планетарним редуктором та електродвигуном активного рульового керування (Active Front Steering-AVS) автомобіля BMW 5:

 

1 – корпус рульового механізму; 2 – рейка; 3 – електродвигун;

4 – епіциклічна шестірня пранетарного редуктора; 5 – сателіт; 6 – корпус планетарного редуктора; 7 – гідротрубопровод; 8 – датчик; 9 – корпус штопора; 10 – приводний вал.

 

 

Рис. 29. Схема рульового керування КАМАЗ-5320 з гідравлічним

підсилювачем та рульовим механізмом типу “гвинт-гайка-рейка-сектор “:

 

1 – перепускний клапан; 2 – вал сошки з зубчатим сектором; 3 – поршень – рейка; 4 – кульова гайка; 5 – гвинт; 6 – корпус гідравлічного підсилювача;

7 – запобіжний клапан рульового механізму. 8 – корпус клапана керування;

9 – золотник; 10 – радіатор; 11 – бачок насоса; 12 – насос гідравлічного підсилювача.

 

 

Рис. 30. Ведуча шестірня та золотник рульового механізму з гідропідсилювачем

 

Рульовий привід

До рульового приводу відноситься, як правило, рульова трапеція, важелі та тяги, що поєднують рульовий механізм з рульовою трапецією. В залежності від конструкції рульовий привід може включати елементи рульового підсилювача. Конструктивно привід керування може бути передніми колесами, передніми та задніми колесами, передніми та середніми колесами, усіма колесами, з розташуванням рульової трапеції спереду або позаду осі, з суцільною або розчленованою трапецією. Привід коліс здійснюється при залежній, або незалежній підвісці.

 

Призначення

 

Для поєднання в єдиний вузол рульової трапеції, важелів, тяг (підсилювача) з рульовим механізмом та передачі відповідних зусиль від рульового механізму (підсилювача) до керованих коліс.

 

Вимоги

 

Відповідність співвідношення кутів повороту коліс та рульового колеса, відсутність автоколивань та самостійного повороту керованих коліс при коливаннях автомобіля. Забезпечення такої кінематики повороту автомобіля, при якій всі колеса котяться по концентричних колах.

Рульові приводи в залежності від компоновки можуть мати розташування рульової трапеції спереду, або позаду осі моста автомобіля. При залежній підвісці (рис. 32), поперечна тяга як правило суцільна. При незалежній підвісці, поперечна тяга не суцільна, що дає змогу виключити самостійний поворот керованих коліс.

 

Рис. 32. Схема рульового приводу при залежній підвісці

 

При повертанні рульового колеса 3 (рис.32) рульовий вал 2 з черв’яком 1 повертає сошку 9 та переміщує повздовжню тягу 8, яка зв’язана з важелем поворотної цапфи 7, важелями 5, поперечною тягою 6, що спричиняє поворот коліс. Для забезпечення в приводі переміщення одних деталей відносно інших в горизонтальній та вертикальній площинах та надійної передачі зусиль, використовуються шарнірні з’єднання деталей 5- 9.

Шарнірні з’єднання подовжніх рульових тяг часто виконують з пружиною, для передачі зусиль, уникнення зазорів в шарнірах та поперечних коливань коліс. Наконечники поперечної рульової тяги нагвинчуються на тягу, що дає можливість регулювати кут сходження коліс.

 

 

Рис. 33. Схема рульового приводу при незалежній підвісці

 

Рульовий привід при незалежній підвісці (рис.6.33) повинен виключати довільне повертання кожного колеса, під час його качання у підвісці. Для цього необхідне близьке співпадання вісі качання колеса та вісі тяги приводу. Це досягається застосуванням поперечної рульової тяги, яка складається з трьох частин (Рис.6.33) - середньої 4 та двох бокових 3 і 6, з’єднаних між собою шарнірно. Середня тяга шарнірно з’єднана одним кінцем з сошкою, а другим кінцем з маятниковим важелем 1. Маятниковий важіль 1 одним кінцем закріплений до кузова автомобіля, другим до поперечної тяги 4.

Застосовуються і інші схеми рульових приводів з незалежною підвіскою.

 

Рис. 34. Схеми рульового керування з поворотом коліс (передніх, передніх та задніх)

 

 

Рис. 35. Схема заднього розташування рульової трапеції

 

Рис. 36. Схема переднього розташування рульової трапеції

 

Рис. 37. Рульова тяга приводу керованих коліс

 

Рис. 38. Наконечник рульової тяги з пальцем, гайкою та ущільненням

 

 

Рис. 39. Шарнірне з’єднання приводного вала рульового керування