Как устроено рулевое управление

В современных легковых автомобилях применяются преимущественно два типа рулевого управления. Это рулевой механизм «винт-шариковая гайка», а также «шестерня-рейка», которое еще называют реечное??

Однако все еще существует и работает их прародитель — рулевой механизм червячного типа. Он состоит из довольно громоздкого картера, в котором находятся «червяк» — винт особой формы, напрямую связанный с рулевым валом, и второй вал с двух- или трехгребневым роликом-сектором. Вращая руль, водитель заставляет вращаться и червяк, который, в свою очередь, приводит в движение сектор. Сектор закреплен на отдельном валу, с противоположной стороны которого находится рулевая сошка. Через шарнирное соединение она связана с системой тяг, которые и обеспечивают поворот колес в нужную сторону. Недостатками рулевого управления червячного типа являются очень большие потери усилия на трение внутри самого механизма, а также сложная система тяг и множество шарнирных соединений, которые не могут создать жесткой связи между рулем и колесами. Кроме того, эта конструкция не позволяет добиться минимального передаточного числа в рулевом редукторе, вследствие чего для поворота колес требуется слишком большое число оборотов руля, что не соответствует современным требованиям к управляемости скоростных легковых автомобилей. Другой слабостью системы является недостаточно быстрая реакция автомобиля на действия рулем. Эта схема применяется сегодня разве что на отечественных ГАЗах, заднеприводных ВАЗах и УАЗах.

Усовершенствованная версия червячного механизма — рулевое управление типа «винт-шариковая гайка».

Конструктивно оно отличается тем, что вместо червяка используется винт, на который навернута гайка с зубьями на внешней стороне. Они и входят в зацепление с упомянутым выше роликом-сектором. Для снижения потерь на трение и для облегчения вращения между винтом и гайкой предусмотрены специальные каналы, где находятся шарики. При вращении руля крутится винт, гайка перемещается вдоль него, а шарики циркулируют по двум замкнутым контурам. Такое решение позволило несколько уменьшить передаточное число, а также снизить потери на трение и облегчить вращение руля. Однако в силу формы, размеров и наличия сложной системы тяг он непригоден для автомобилей с поперечным расположением двигателя. Широкое распространение такой компоновки, а также ужесточение требований к управляемости скоростных автомобилей заставило подавляющее большинство автопроизводителей перейти на реечную схему. Но на некоторых современных автомобилях с продольно расположенным двигателем «винт-шариковая гайка» все еще используется. Например, на Mitsubishi Pajero, Nissan Patrol, Mercedes G-Klasse, CLK и SLK.

Применение реечной конструкции началось в конце 70-х годов, и на сегодняшний день она признана самой прогрессивной. Конструкция столь же проста, сколь и название, происходящее от главного конструктивного элемента — горизонтального вала-рейки с поперечными зубьями. С ней входит в зацепление закрепленная на рулевом валу шестерня, вращение которой перемещает рейку вправо или влево. Важным преимуществом схемы «шестерня-рейка» является наличие минимума тяг и шарнирных соединений на пути передачи усилия от руля на колеса (здесь всего лишь по одной тяге и по два шарнира на каждое колесо, тогда как в традиционной схеме тяг — не менее трех, а шарниров — не менее пяти). Связь между рулем и колесами получается почти прямой, и естественные люфты сведены к минимуму. Более того, такая конструкция позволяет добиться минимального передаточного отношения и, следовательно, уменьшить число оборотов руля по сравнению с вышеописанной традиционной схемой.

Продолговатая и относительно компактная форма картера позволяет разместить этот механизм как впереди, под двигателем, так и за ним, внизу или вверху. Кроме того, он легко компонуется как с поперечно, так и с продольно расположенными моторами. Главным же преимуществом рулевого механизма этого типа является почти мгновенная реакция колес на малейшее движение рулем. Таким образом достигается большая точность и быстрота управления, что необходимо современному скоростному автомобилю.

Автопилот

Как устроено рулевое управление

Метки: рулевое управление Рулевой механизм

Похожие

Яндекс.Метрика