Устройство рулевого механизма

цифра 1 обозначает рулевую передачу, под двойкой - рулевой вал (рулевая колонка), под цифрой 3 показан руль, 4 - поворотная цапфа (кулак), 5 - нижние рычаги поворотных цапф (левые и правые), 6 - поперечная тяга, 7 - верхний рычаг левой поворотной цапфы, 8 - продольная тяга, 9 - сошка рулевого привода.

Конструкция рулевого механизма

Конструкция рулевого механизма зависит от типа подвески. Для подвески независимой рулевой привод более сложный конструктивно, схематически показан на рисунке б. Для зависимой подвески передних колес схема показана на рисунке а.

Последовательность перемещения сил в рулевом управлении, как показано на схеме:

§ поворачиваем рулевое колесо 3

§ вращательное движение через вал 2 передается рулевой передаче 1. В рулевой передаче, червяк находится в червячном зацеплении с сектором, и перемещает этот сектор либо вверх, либо вниз, по своему пазу.

§ вал сектора начинает вращаться и отклоняет сошку рулевого управления 9. Сошка 9 верхним концом насажена на выступ вала сектора.

§ отклоняющаяся рулевая сошка 9, передает усилие продольной тяге 8, которая начинает двигаться по своей горизонтальной оси.

§ продольная тяга 8 толкает верхний рычаг 7

§ верхний рычаг 7 передает осевую силу во вращательное поворотной цапфе 4. Продольная тяга 8 поворачивает левую поворотную цапфу 4 через верхний рычаг 7. От нее поворотной усилие через нижние рычаги 5 и поперечную тягу 6 передается правой цапфе. Таким образом, колеса поворачиваются одновременно и на определенный угол.

 

Конструкции рулевых механизмов

 

Рулевой механизм является основой рулевого управления, где он выполняет следующие функции:

· увеличение усилия, приложенного к рулевому колесу;

· передача усилия рулевому приводу;

· самопроизвольный возврат рулевого колеса в нейтральное положение при снятии нагрузки.

По своей сути рулевой механизм является механической передачей (редуктором), поэтому основным его параметром является передаточное число. В зависимости от типа механической передачи различают следующие типы рулевых механизмов: реечный, червячный, винтовой.

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Реечный рулевой механизм включает шестерню и рулевую рейку. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой.

Работа реечного рулевого механизма осуществляется следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается вправо или влево. При движении рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и поворачивают управляемые колеса.

Реечный рулевой механизм отличает простота конструкции, соответственно высокий КПД, а также высокая жесткость. Вместе с тем, данный тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от дорожных неровностей, склонен к вибрациям. В силу своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм устанавливается на переднеприводных автомобилях с независимой подвеской управляемых колес.

Червячный рулевой механизм

Червячный рулевой механизм состоит из глобоидного червяка (червяка с переменным диаметром), соединенного с рулевым валом, и ролика. На валу ролика вне корпуса рулевого механизма установлен рычаг (сошка), связанный с тягами рулевого привода.

Вращение рулевого колеса обеспечивает обкатывание ролика по червяку, качание сошки и перемещение тяг рулевого привода, чем достигается поворот управляемых колес.

Червячный рулевой механизм обладает меньшей чувствительностью к ударным нагрузкам, обеспечивает большие углы поворота управляемых колес и соответственно лучшую маневренность автомобиля. С другой стороны червячный механизм сложен в изготовлении, поэтому дорог. Рулевое управление с таким механизмом имеет большое число соединений, поэтому требует периодической регулировки.

Червячный рулевой механизм применяется на легковых автомобилях повышенной проходимости с зависимой подвеской управляемых колес, легких грузовых автомобилях и автобусах. Ранее такой тип рулевого механизма устанавливался на отечественной «классике».

Винтовой рулевой механизм

Винтовой рулевой механизм объединяет следующие конструктивные элементы: винт на валу рулевого колеса; гайку, перемещаемую по винту; зубчатую рейку, нарезанную на гайке; зубчатый сектор, соединенный с рейкой; рулевую сошку, расположенную на валу сектора.

Особенностью винтового рулевого механизма является соединение винта и гайки с помощью шариков, чем достигается меньшее трение и износ пары.

Принципиально работа винтового рулевого механизма схожа с работой червячного механизма. Поворот рулевого колеса сопровождается вращением винта, который перемещает надетую на него гайку. При этом происходит циркуляция шариков. Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним рулевую сошку.

Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным механизмом имеет больший КПД и реализует большие усилия. Данный тип рулевого механизма устанавливается на отдельных легковых автомобилях представительского класса, тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.