Справочник автолюбителя

3.6. Рулевое управление

3.6.1. Принцип действия рулевого управления

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. При неподвижной передней оси изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом передних управляемых колес. Для того чтобы при движении автомобиля на повороте колеса его имели качение без бокового скольжения, они должны катиться по окружностям, описанным из одного центра, который называется центром О (рис. 3.6.1, а) поворота. В этом центре должны пересекаться продолжения осей всех колес. Для соблюдения данного условия внутреннее к центру поворота управляемое колесо должно поворачиваться круче, т. е. на больший угол, чем наружное колесо.

Рис. 3.6.1. Схемы рулевого управления и движения автомобиля в повороте: а – схема поворота управляемых колес, б — схема действия рулевого управления; 1 – балка, 2 – рычаги поворотных цапф, 3 – поперечная рулевая тяга, 4 — рулевое колесо, 5 — рулевая колонка, 6 – рулевой вал, 7 – червячный механизм, 8 — сошка, 9 — продольная тяга, 10 — рычаг, 11 – поперечная тяга, 12 — поворотный кулак, 13 – рычаг сошки

Такая схема поворота конструктивно обеспечивается рулевой трапецией, сторонами которой являются балка 1 управляемого моста, поперечная рулевая тяга 3 и рычаги 2 поворотных цапф. Рулевая трапеция вместе с механизмами и устройствами, обеспечивающими поворот автомобиля, составляет рулевое управление.

Простейшая схема рулевого управления представлена на рис. 3.6.1, б. При вращении рулевого колеса 4 поворачивается рулевой вал 6 , расположенный внутри рулевой колонки 5. На нижнем конце вала закреплен червячный механизм 7, сообщающий угловые перемещения сошке 8. С помощью продольной тяги 9 и рычага 13 сошка поворачивает левый поворотный кулак с расположенным на его цапфе колесом. Одновременно левый кулак посредством рычага 10 и поперечной тяги 11 поворачивает правый поворотный кулак 12 , а вместе с ним и колесо, установленное на его цапфе.

Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Для облегчения управления автомобилем в рулевой привод может входить усилитель. Однако легкость управления зависит прежде всего от общего передаточного числа рулевого управления, которое определяется отношением угла поворота рулевого колеса к углу поворота управляемых колес автомобиля. Общее передаточное число рулевого управления равно произведению передаточных чисел рулевого механизма и рулевого привода.

3.6.2. Рулевые механизмы

Рулевой механизм служит для передачи усилия от рулевого колеса на рулевой привод и уменьшения усилия, необходимого для поворота автомобиля. Передаточное число рулевых механизмов находится в пределах 15–30, вследствие чего усилие, передаваемое сошкой, значительно больше усилия, приложенного к рулевому колесу. Применяются также рулевые механизмы с непостоянным передаточным числом, которое увеличивается по мере перемещения их рабочей пары к среднему положению. Это способствует уменьшению обратных ударов в рулевое колесо при наезде управляемых колес на неровности дороги. С этой же целью в приводе рулевого управления уменьшают плечо поворота колеса.

В зависимости от нагрузки на управляемый мост автомобиля предусмотрено несколько типов рулевых механизмов. Наиболее распространенными из них являются червячно-роликовые (червяк – ролик, червяк – сектор) и винтореечные (винт – шариковая гайка – сектор). Червячно-роликовый рулевой механизм в виде червячной передачи с червяком глобоидной формы и двух– или трехгребневым роликом (червяк-ролик) применяется на большинстве легковых и многих грузовых автомобилях.

Рис. 3.6.2. Рулевой механизм типа червяк – трехгребневый ролик:

1 – картер, 2 – вал сошки, 3 – трехгребневый ролик, 4 – прокладки,

5 – глобоидный червяк, 6 — вал рулевого колеса, 7 – ось, 8 – роликоподшипник, 9 – стопорная шайба, 10 – колпачковая гайка,

11 – регулировочный винт, 12 – штифт, 13 – сальник, 14 – сошка,

15 – гайка, 16 – бронзовая втулка