Механізм рульового управління автомобіля: типи і пристрій

Зміст статті:

• Що це таке
• пристрій механізму
• схема
• Принцип роботи та види
• Види підсилювачів керма
• Лівий або правий кермо
• Чи потрібна регулювання
• Ціна ремонту і деталей
• можливі поломки

Рульове управління автомобіля можна вважати основним механізмів всієї конструкції, по суті, без нього не можна управляти машиною. З огляду на прогрес технологій і автомобільній промисловості, на сьогодні виділяють кілька варіантів пристрою, а так само різне розташування в салоні автомобіля (зліва чи справа).

Якщо пояснити в декількох словах, то це передавальних механізм, від рульового колеса і на колеса автомобіля. Щоб зрозуміти, як влаштовано управління автомобіля, розглянемо принцип роботи, пристрій і основні нюанси, які найчастіше зустрічаються.

Що таке механізм рульового управління авто

Сам рульовий механізм вважається основою для управління автомобілем. Це не окремий елемент, а сукупність деталей, механізмів і вузлів, які передають положення керма на кут повороту передніх коліс автомобіля. Незалежно від транспортного засобу, основним завданням такого набору вважається забезпечення повороту, а так само підтримку заданого водієм напрямку руху транспорту.

У момент повороту керма, кут нахилу передається за допомогою механізмів на рейку, після чого колеса змінюють положення, відповідно і напрямок руху автомобіля змінюється. За будовою фахівці виділяють кілька видів поворотного механізму коліс автомобіля, при цьому результат роботи буде однаковим.

Пристрій механізму рульового управління авто

Залежно від способу перетворення крутного моменту і повороту керма, розрізняють кілька варіантів механізму. Відповідно і будови буде відрізнятися. Серед основних видів виділяють рейковий і черв'ячний механізм, так само є ще гвинтовий механізм, але за будовою він багатьох нагадує червячную передачу. З іншого ж боку гвинтовий тип рульового управління показує більший ККД, а значить і зусилля більше.

Незалежно від механізму управління автомобіля, велика частина деталей однакова. У переліку значиться:

• кермо;
• колонка для передачі кута нахилу керма;
• механізм рульової;
• підсилювач управління;
• привід;
• інші додаткові елементи (в залежності від типу рульового управління).

Щоб зрозуміти, за що відповідає кожна з наведених деталей, розглянемо їх більш детально. кермо незмінна деталь, без якої не може обійтися будь-який транспортний засіб, в автомобілях воно найчастіше круглої форми. Залежно від країни, де в подальшому буде експлуатуватися автомобіль, кермо можуть розташувати зліва чи справа. Основне призначення керма - вказівка ​​напрямку автомобіля, за рахунок повороту в одну або іншу сторону. Для комфорту та безпеки кермо може бути з підігрівом, можливістю регулювання по вертикалі і глибині і з функціональними кнопками. Як доповнення за кермом можуть додати підрулюючи пелюстки для перемикання передач (тільки автоматичні трансмісії).

Рульова колонка відіграє не менш важливу роль, основне завдання - передати кут нахилу керма на механізм повороту коліс. Як правило, це вал з шарнірними з'єднаннями, але з огляду на прогрес, передачу управління може виробляти електродвигун, за рахунок електроніки. Для забезпечення додаткового захисту автомобіля від угону і додаткової безпеки, до складу рульової колонки може входити механічна або електронна система блокування. Так само на колонку багато виробників встановлюють замок запалювання, важелі управління поворотами, склоочисниками і іншими необхідними функціями.

За поворот коліс і подальшу обробку крутного моменту від колонки відповідає рульовий механізм. Саме ця частина в залежності від виробника може мати різну внутрішню конструкцію. Якщо брати поверхневий огляд, то конструкція складається з редуктора і передавального механізму, який з'єднує рульову рейку і колонку.

Для комфорту водія і збереження рульового механізму, інженери додали підсилювач керма. Саме він дозволяє не тільки підвищити ККД передачі зусилля повороту від керма до приводу, але і пом'якшити цей процес, прибираючи ривки і навантаження на деталі всього механізму повороту коліс. Ще одним важливим елементом всього механізму можна вважати рульовий привід. По пристрою це не одна деталь, а сукупність декількох елементів, як правило, в нього входять кермові тяги, наконечники і важелі. Що стосується додаткових елементів, То тут все залежить від самого виробника і пристрої підвіски.

Схема механізму рульового управління авто

На фото представлена ​​схема механізму рульового управління автомобіля

1. кермо;
2. рульова колонка;
3. карданний вал;
4. електродвигун підсилювача;
5. датчик повороту керма;
6. електронний блок управління керма;
7. пристрій повороту коліс.

Принцип роботи та види механізмів рульового управління

Як вже говорили, виділяють три основні види механізму рульового управління: рейковий, черв'ячний і гвинтовий. Найпоширенішим видом на легкових автомобілях вважається рейковий. Конструкція досить проста і відрізняється непоганим ККД передачі крутного моменту керма (встановлюють на авто з незалежною підвіскою). Основою служить рульова рейки з шестернею, сама ж шестерня встановлюється на вал і постійно знаходиться в зчепленні з рейкою.

Обертаючи кермо, рейка за рахунок шестерінки переміщається в горизонтальному положенні вліво або вправо. Тяги, прикріплені до рейки, так само переміщаються відповідно до поворотом керма, тим самим передаючи зусилля на колеса і повертаючи їх на всі боки. Основні плюси в самій будові, менше тяг і шарнірів, компактність, невисока вартість обслуговування, простота конструкції і надійність. Є й мінуси, редуктор такого механізму вельми чутливий до нерівностей на дорозі, за чет чого будь-який удар колеса передається на кермо.

Другий вид механізму - черв'ячний. Вважається найстарішою видом серед існуючих варіантів. Найчастіше зустрічається на класичних, вітчизняних автомобілях, а так само на машинах з підвищеною прохідністю. Як правило, підвіска таких автомобілів залежна. Від попереднього виду черв'ячний механізм відрізняється наявністю черв'ячного ролика, замість шестерні, картера, а так же керманич сошкі.В такому механізмі управління «черв'як» розташовується на нижній частині рульового вала і знаходиться в постійному зчепленні з роликом. За рахунок такої конструкції вал провертається, передаючи зусилля на колеса автомобіля. З основною переваг можна відзначити передачу великого зусилля, найкраща маневреність машини, мінімальна передача удару коліс на кермо, а так же поворот коліс на великий кут, чого не можуть інші механізми. Все ж є і мінуси, конструкція досить складна, а обслуговування коштує грошей. До того ж до складу входити безліч з'єднань, які з часом приходять в непридатність і вимагають періодичного регулювання.

Останній з видів рульового управління - гвинтовий. На відміну від двох попередніх видів, механізм з'єднується за допомогою гайки і кульок спеціального гвинта. Як показує практика, знос такого механізму мінімальний, а деталі ламаються дуже рідко.

Найчастіше гвинтовий механізм застосовують на вантажних автомобілях, автобусах і легкових автомобілях представницького класу з підвищеним комфортом і безпекою.За принципом роботи гвинтовий підвид працює так само, як і черв'ячний, передаючи момент прокручування керма через червячную передачу.

Види підсилювачів механізму рульового управління

Щоб полегшити керування автомобілем і поліпшити комфорт, в пару до механізму рульового управління машиною інженери додали підсилювач керма. Виділяють три основних види підсилювачів керма: гідравлічний підсилювач, з електричним підсилювачем і з електрогідравлічним.

Гідравлічний підсилювач керма (Так само відомий як ГУР) вважається найпоширенішим, серед усіх існуючих. Головною перевагою вважається компактність, ремонтопридатність і простота конструкції. Є і мінус, постійно необхідно контролювати рівень робочої рідини.

Другий варіант підсилювача керма - електричний (ЕУР). На сьогодні це найбільш прогресивний механізм, за рахунок свого пристрою забезпечує зручність настройки, надійність в роботі і економний по витраті палива (навантаження на двигун). Основний і величезний плюс - можливість керування автомобілем без участі водія.

Останній, третій варіант підсилювача керма - електрогідравлічний (Егурен). В основі лежить принцип роботи звичайного гідравлічного підсилювача, але в даному варіанті насос в дію привід електродвигун, а не двигун внутрішнього згоряння, як в першому варіанті підсилювача.

За рахунок будови і різноманітних можливостей, механізм управління виробник може доукомплектувати системою активного рульового управління (AFS), динамічного або ж адаптивного управління.

Особливості лівого і правого керма

Ні для кого не буде подивом, що кермо в автомобілі може перебувати праворуч або ліворуч. На даний фактор впливає країна виробництва автомобілів і місце його експлуатації. Як показує статистика, в більшій частині країн світу рух правосторонній, відповідно кермо розташовується в автомобілі зліва.

Крім зовнішнього розташування керма, під нього адаптують редуктор керма. З іншого ж боку, практика показує, що переобладнати кермо з одного боку на іншу абсолютно можна. Особливо це зручно на транспортних засобах, де є так звана система гідрооб'ємного механізму управління. Тоді просто необхідно переставити сам кермо, рульовий кардан і замінити передню панель, поворотний набір під капотом не вимагає доопрацювань або змін.

Чи потрібно регулювати механізм рульового управління

Початківець автолюбитель може запитати, чи потрібно регулювати елементи рульового управління, відповідь однозначна - так. Найчастіше в регулюванні потребує шестерня-рейка і черв'ячний елемент. Саме в цих деталях в момент експлуатації може з'явитися люфт, що спричинить за собою швидкий знос інших елементів, найчастіше поломку рейки або найближчих механізмів.

Як правило, регулювання рульового механізму необхідно проводити тільки на спеціалізованих СТО і точно за регламентом виробника. Якщо більше ніж потрібно підібрати деталі механізму, це може привести до часткового або повного заклинювання, в момент повороту керма, в одне з крайніх положень. Такий «ремонт» може привести до втрати керованості і непередбачуваних наслідків.

Вартість ремонту і деталей механізму

Так як основа рульового управління автомобіля має рухливі елементи, відповідно з часом вони виходять з ладу, не дивлячись на якість і початкову вартість елементів. Перш ніж приступити до ремонту, необхідно пройти діагностику і чим складніше конструкція автомобіля, тим дорожче обійдуться необхідні процедури. В середньому діагностика елементів механізму обійдеться від 400-700 рублів.

Що стосується вартості деталей механізму, то багато що залежить від марки, моделі автомобіля, пристрої елементів і інших чинників.

Основні несправності і причини

Варіантів поломки рульового управління може бути багато, і передбачити кожен практично неможливо. Проте експерти виділяють основні деталі, які найчастіше виходять з ладу:

1. знос підшипника вала насоса гідропідсилювача;
2. пробуксовка ременя гідропідсилювача;
3. низький рівень робочої рідини;
4. розгерметизація системи;
5. знос тяги;
6. знос шестерні-рейки.

Причиною поломки або швидкого зносу даних деталей найчастіше бувають погані дороги, несвоєчасне обслуговування і ремонт механізму. Набагато рідше приходить граничний термін експлуатації деталей. Основними ознаками таких несправностей вважають стукіт у рульовому управлінні, биття по керму, люфт керма, шум у гідропідсилювачі і підтікання рідини гідропідсилювача. Залежно від поломки, потрібно шукати не тільки несправну деталь, але і вогнище причини поломки. Зазвичай це одна або серія деталей, які тягнуть за собою подальше пошкодження нових і замінених деталей.

Як бачимо, існує безліч видів і різну будову рульового управління. Але, незважаючи на це, воно виконує однакове завдання - вибір напрямку пересування транспортного засобу. З прогресом автомобілів, основа управління тільки вдосконалюється, приклад тому електромобілі, де все частіше починають використовувати механізм на основі електроніки. Це означає перспектива розвитку за тим видом, де відсутня або мінімізований набір механічних зв'язків і деталей.