Рулевой механизм
Изменение направления движения автомобиля осуществляют поворотом передних колес при помощи рулевого управления (рис.65), которое включает в себя рулевой механизм и рулевой привод. Вращение рулевого колеса через рулевой механизм передается на рычаги и тяги рулевого привода, при помощи которых и поворачиваются управляемые колеса.
В кабине автомобиля установлена рулевая колонка с рулевым колесом. Рулевая колонка в верхней части закреплена к панели приборов автомобиля хомутом, а в нижней части — к картеру рулевого механизма втулками.
Рулевой механизм увеличивает усилие, передаваемое от рулевого колеса к сошке, облегчая этим поворот управляемых колес.
Передаточное число рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 —20, ГАЗ-53А —20,5 и КамАЗ — 20,0.
Рис.65.Рулевое управление:
а) рулевой механизм и б) рулевой привод
1-поворотная цапфа, 2-верхний поворотный рычаг, 3-продольная рулевая тяга, 4-рулевая сошка, 5-крышка, 6-картер, 7-червяк, 8-рулевая колонка, 9-рулевое колесо, 10-рулевой вал, 11-ролик, 12-вал рулевой сошки, 13-поперечная рулевая тяга.
В автомобилях ЗИЛ-130 и КамАЗ рулевое управление имеет гидроусилитель, предназначенный для уменьшения усилия, затрачиваемого водителем для поворота колес и смягчения толчков от неровностей дороги, передаваемых на рулевое колесо. Гидроусилитель объединен в один агрегат с рулевыммеханизмом(рис.66).
Рулевой механизм состоит из картера, винта с гайкой на циркулирующих шариках, рейки, изготовленной вместе с поршнем, гидроусилителя и зубчатого сектора, выполненного как одно целое с валом рулевой сошки. В автомобиле КамАЗ в системе гидроусилителя имеется радиатор для охлаждения масла.
Гайка рулевого механизма жестко закреплена внутри поршня-рейки.
Зубчатая рейка и зубчатый сектор имеют зубья, толщина которых переменна по их длине. Это позволяет регулировать зазор в зацеплении рейка-сектор регулировочным винтом, ввернутым в боковую крышку картера. Для уменьшения трения между винтом и гайкой в их резьбе циркулируют шарики.
На поршне-рейке имеются упругие разрезные чугунные кольца, обеспечивающие плотную его посадку в картере-цилиндре рулевого механизма.
Вращение рулевого вала преобразуется в поступательное движение поршня-рейки в результате перемещения гайки по винту. Зубья поршня рейки поворачивают сектор, а вместе с ним и вал с сошкой.
Перед картером рулевого механизма установлен клапан управления, Насос гидроусилителя лопастного типа двойного действия (имеет две камеры) с бачком и фильтром закреплен на двигателе и приводится в действиеклиновидным ремнем от шкива коленчатого вала (ЗИЛ-130) или с помощью шестерен (КамАЗ). Нормальный прогиб приводных ремней под действием усилия 40 Н должен составлять 8. 14 мм. Насос соединен с клапаномуправления двумя шлангами: шлангом высокого давления, по которому подводится масло от насоса, и шлангом низкого давления (слива), по которому масло возвращается к насосу. Во время движения автомобиля по прямой
 Рис.66.Схема гидравлического усилителя рулевого управления (автомобиля ЗИЛ-130): а) — нейтральное положение, б) – при повороте направо; 1 — лопастный насос, 2 — перепускной клапан, 3 — предохранительный клапан, 4 — золотник, 5 — вал рулевого механизма, 6 — клапан управления, 7 — винт рулевого механизма, 8 — поршень-рейка, 9 — вал рулевой сошки,10 — зубчатый сектор, 11 — цилиндр усилителя, 12 —бачок для жидкости |
золотник находится в среднем положении и масло из насоса перекачивается в бачок (рис.66,а). При повороте вправо золотник, перемещаясь, открывает доступ масла вполость А (рис.66, б).
Читайте также: Какие карданные валы лучше для нивы шевроле
В результате давления масла на поршень-рейку уменьшается усилие, которое затрачивается на поворот рулевого колеса. При повороте рулевого колеса влево золотник — перемещается и открывает доступ масла в полость Б, в результате чего облегчается поворот колеса влево.
Карданная передача рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 позволяет уменьшить деформации колебания кабины относительно рамы автомобиля, а также уменьшить размеры системы рулевого управления. Вилки карданов соединены в верхней части с рулевым валом, а в нижней части — с ведущим валом рулевого механизма. В отверстиях вилки на бронзовых втулках установлены крестовины.
На автомобиле КамАЗ к картеру рулевого управления прикреплен корпус угловой передачи, состоящей из пары конических шестерен. Ведущая коническая шестерня установлена в корпусе на шариковом и игольчатом подшипниках, а ведомая — на двух шариковых.
На рис.65показана схема рулевого механизма автомобиля ГАЗ-53А. К основным частям его относятся: рулевое колесо, рулевой вал, рулевая колонка, картер рулевого механизма с боковой и нижней крышками, глобоидальный червяк, вал рулевой сошки с трехгребневым роликом и подшипниками, а также и регулировочный винт вала рулевой сошки.
В картере рулевого механизма находятся червяк и вал рулевой сошки с роликом. Картер рулевого механизма установлен на раме автомобиля и закреплен к ней болтами.
Глобоидальный червяк рулевого механизма автомобиля ГАЗ-53А установлен в картере рулевого механизма на двух конических роликовых подшипниках, которые не имеют внутренней обоймы. Внутреннюю обойму подшипника заменяет беговая дорожка, выполненная на червяке, по которой и происходит качение роликов подшипников, а наружные обоймы установлены в корпусе картера рулевого механизма. В рулевом механизме указанного автомобиля предусмотрена регулировка подшипников, для чего между нижней крышкой и картером рулевого механизма находится несколько тонких прокладок, которые по мере износа вынимают.
Соединение рулевого вала с червяком осуществляется запрессовкой его на нижний шлицованный конец.
Рулевое колесо установлено на мелких конических шлицах верхнего конца рулевого вала и закреплено гайкой. В верхней части рулевой колонки имеется подшипник для центрирования рулевого вала.
Трехгребневый ролик рулевого механизма автомобиля ГАЗ-53А, находящийся в зацеплении с глобоидальным червяком, расположен на оси и двух игольчатых подшипниках в головке вала рулевой сошки, который, в свою очередь, установлен в отверстии картера на бронзовой втулке. Цилиндрический шип вала вставлен в роликовый подшипник.
На рис.65 показан также регулировочный винт с вырезом, в который входит головка шипа. Этот винт ввернут в боковую крышку картера и сверху закрыт колпачковой гайкой со стопорной шайбой. Винтом регулируют зацепление глобоидального червяка и трехгребневого ролика.
Рулевой привод
Для поворота управляемых колес при изменении направления движения, автомобиля усилие от рулевого механизма необходимо передать к управляемым колесам. Для этой цели служит рулевой привод (рис. 65,б), состоящий из рулевой сошки, рулевых тяг (продольной и поперечной), верхнего рычага поворотной цапфы и двух поворотных рычагов (левого и правого).
Рулевая сошка на выступающей части вала должна быть закреплена так, чтобы исключалось проворачивание ее, для чего на валу и в проушине рулевой сошки выполнены мелкие шлицы.
Читайте также: Крестовина карданного вала уаз какая лучше
Для правильной установки рулевой сошки на валу имеются метки или несколько пар шлицев, выполненных вместе. Закреплена рулевая сошка гайкой, навернутой на конец вала. В нижнем конце рулевой сошки, имеющем конусное отверстие, при помощи гайки закреплен палец с шаровой головкой.
Рулевые тяги выполнены из труб и имеют наконечники, в которые через боковые отверстия с прорезью входят шаровые пальцы сошки и рычагов поворотных цапф. Шаровые пальцы в наконечниках тяг закреплены сухарями (рис.67,а), которые сжимаются пружиной и закреплены пробкой, ввернутой в торцевое отверстие тяги. Ввертывая и вывертывая пробку, регулируют натяжение пружины.
Наконечники поперечной тяги навернуты на левую или правую резьбу и закреплены от произвольного отворачивания стяжными болтами. Такое устройство дает возможность изменять длину тяг, а следовательно, и изменять схождение колес. По своей конструкции наконечники тяг автомобиля ЗИЛ-130 отличаются от конструкции наконечника тяг автомобиля ГАЗ-53А, где сухари наконечников тяг охватывают полусферическую головку пальцев рычагов поворотных цапф (см. рис. 67, б). Пружины, установленные в наконечниках, устраняют зазоры по мере выработки деталей сочленения.
Рис. 67. Шарнирные соединения рулевых тяг:
а) — продольной, б), в) — поперечных; 1 — вкладыши, 2, 11 — пружины, 3 — пробка, 4 — ограничитель пружины, 5 — шаровой палец, 6 — сальник, 7 — масленки, 8 — наконечник поперечной тяги, 9 — стяжные болты, 10 — эксцентриковые вкладыши, 12 — установочная шпилька
Сочленения поперечных рулевых тяг имеют самоподжимное устройство, а в автомобилях ГАЗ-53А и КамАЗ такое же устройство сочленений имеют и продольные тяги.
Для установки рычагов в поворотных цапфах имеются отверстия с канавкой для шпонки. Шаровые пальцы устанавливают в конусные отверстия в рычагах. Рычаги и шаровые пальцы закреплены гайками. Для надежности соединений деталей рулевого привода пробки наконечников продольной рулевой тяги (автомобиль ЗИЛ-130) и гайки крепления поворотных рычагов и шаровых пальцев зашплинтованы.
Все шарнирные соединения рулевого привода для уменьшения износа деталей смазываются через масленки и имеют защитные приспособления от попадания грязи и вытекания смазки.
При проверке уровня масла в гидроусилителе передние колеса автомобиля устанавливают в положение, соответствующее движению по прямой и масло доливают при работающем на холостом ходу двигателе до метки «Уровень масла» на боковой стенке бачка насоса.
При снятии крышки бачка ее следует очистить и промыть бензином.
Для смазки шарнирных сочленений рулевого привода автомобиля ГАЗ-53А применяют смазку ЯНЗ-2, для автомобилей ЗИЛ-130 и КамАЗ —смазку УСс, либо пресс-солидол УС-1 или С. Смазывают их в соответствии с графиком смазки.
Устройство, виды и принцип работы рулевого механизма
Основой рулевого управления любого автомобиля является рулевой механизм. Он предназначен для преобразования вращательных движений рулевого колеса в возвратно-поступательные движения рулевого привода. Другими словами, данное устройство превращает повороты руля в нужные перемещения тяг и поворот управляемых колес. Основным параметром механизма является передаточное число. А само устройство, по сути, представляет собой редуктор, т.е. механическую передачу.
Функции механизма
Основными функциями устройства являются:
- преобразование усилия от руля (рулевого колеса);
- передача полученного усилия на рулевой привод.
Типы рулевых механизмов
Устройство рулевого механизма различается в зависимости от способа преобразования крутящего момента. По этому параметру выделяют червячный и реечный виды механизмов. Существует еще винтовой тип, принцип работы которого схож с червячной передачей, но он имеет больший КПД и реализует большее усилие.
Читайте также: Подшипник первичного вала кпп газель бизнес
Червячный рулевой механизм: устройство, принцип работы, преимущества и недостатки
Этот рулевой механизм является одним из «устаревших» устройств. Им оснащены практически все модели отечественной «классики». Механизм применяется на автомобилях с повышенной проходимостью с зависимой подвеской управляемых колес, а также в легких грузовых автомобилях и автобусах.
Схема червячного редуктора
Конструктивно устройство состоит из следующих элементов:
- рулевой вал;
- передача «червяк-ролик»;
- картер;
- рулевая сошка.
Пара «червяк-ролик» находится в постоянном зацеплении. Глобоидальный червяк представляет собой нижнюю часть рулевого вала, а ролик закреплен на валу сошки. При вращении руля ролик перемещается по зубьям червяка, благодаря чему вал рулевой сошки также поворачивается. Результатом такого взаимодействия является передача поступательных движений на привод и колеса.
Рулевой механизм червячного типа имеет следующие преимущества:
- возможность поворота колес на больший угол;
- гашение ударов от дорожных неровностей;
- передача больших усилий;
- обеспечение лучшей маневренности машины.
Изготовление конструкции достаточно сложное и дорогое – в этом главный ее минус. Рулевое управление с таким механизмом состоит из множества соединений, периодическая регулировка которых просто необходима. В противном случае придется заменять поврежденные элементы.
Реечный рулевой механизм: устройство, принцип работы, преимущества и недостатки
Рулевой механизм реечного типа считается более современным и удобным. В отличие от предыдущего узла, это устройство применимо на транспортных средствах с независимой подвеской управляемых колес.
В реечный рулевой механизм входят следующие элементы:
- корпус механизма;
- передача «шестерня-рейка».
Шестерня устанавливается на рулевом валу и находится в постоянном зацеплении с рейкой. В процессе вращения рулевого колеса рейка перемещается в горизонтальной плоскости. В результате соединенные с ней тяги рулевого привода также перемещаются и приводят в движение управляемые колеса.
Механизм «шестерня-рейка» отличается простотой конструкции и высоким КПД. К ее преимуществам также можно отнести:
- меньшее количество шарниров и тяг;
- компактность и невысокая цена;
- надежность и простота конструкции.
С другой стороны, редуктор этого типа чувствителен к ударам от неровностей дороги – любой толчок от колес передастся на руль.
Винтовой редуктор
Особенностью этого механизма является соединение с помощью шариков винта и гайки. За счет чего наблюдается меньшее трение и износ элементов. Механизм состоит из следующих элементов:
- вал рулевого колеса с винтом
- гайка, перемещаемая по винту
- зубчатая рейка, нарезанная на гайке
- зубчатый сектор, с которым соединена рейка
- рулевая сошка
Винтовой рулевой механизм применяется в автобусах, тяжелых грузовых автомобилях и в некоторых легковых автомобилях представительского класса.
Регулировка устройства
Регулировка рулевого механизма применяется для компенсации зазоров в механизмах «червяк-ролик» и «шестерня-рейка». В процессе эксплуатации в данных механизмах может появиться люфт, который может привести к быстрому износу элементов. Регулировать рулевой механизм необходимо только в соответствии с рекомендациями производителя и на специализированных СТО. Избыточное “зажатие” механизма может привести к его заклиниванию при повороте руля в крайние положения, что чревато потерей управления автомобилем с соответствующими последствиями.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности