Рулевое управление

Нет услуг

Рулевое управление, как и тормозная система, является важнейшей системой управления транспортным средством. Оно необходимо для обеспечения движения машины в определенном направлении. На легковом автотранспорте изменение направления движения, как правило, выполняется за счет поворота передних колес (кинематический способ поворота). Направление движения можно изменить и другим способом – подтормаживанием отдельных колес. В основу функционирования системы курсовой устойчивости положен силовой способ поворота.

На современных авто рулевое управление объединяет рулевое колесо с рулевой колонкой, рулевой механизм и рулевой привод.

На рулевое колесо воздействуют усилия водителя, требуемые для изменения направления движения. Далее эти усилия проходят через рулевую колонку и передаются рулевому механизму. Рулевое колесо также осуществляет информационную функцию. Водитель получает информацию о движении автомобиля по характеру вибраций, величине усилий. На легковых машинах диаметр рулевого колеса составляет 380–425 мм, на грузовых – 440–550 мм. На спортивных авто диаметр рулевого колеса меньше, нежели на легковом автотранспорте.

Рулевое управление

Рулевая колонка являет собой рулевой вал с несколькими шарнирными соединениями. Этот элемент отвечает за соединение рулевого колеса с рулевым механизмом. При значительном фронтальном ударе колонка может складываться – это позволяет снизить риск травмирования водителя. Современные модели автомобилей оснащены функцией регулирования (электрическое либо механическое) положения рулевой колонки. Настройка может выполняться по длине, в вертикальной плоскости либо в двух направлениях. В качестве средства защиты от угона предусмотрена электрическая либо механическая блокировка рулевой колонки, причем оба метода считаются достаточно эффективными.

Рулевой механизм отвечает за увеличение усилий, приложенных к рулевому колесу, и их дальнейшую передачу рулевому приводу. Роль рулевого механизма выполняют всевозможные типы редукторов, характеризующиеся определенным передаточным числом. Механизм получил более широкое распространение на легковом автотранспорте.

Конструкция реечного рулевого механизма подразумевает наличие шестерни, которая установлена на валу рулевого колеса и связана с зубчатой рейкой. При повороте рулевого колеса рейка передвигается в ту либо иную сторону и посредством рулевых тяг поворачивает колеса. Традиционно реечный рулевой механизм расположен в подрамнике подвески машины.

На некоторых моделях Volkswagen, Porsche, Mercedes-Benz и BMW применяется рулевой механизм с переменным передаточным отношением, который предусматривает наличие зубчатой рейки с разными зонами зубьев. Форма зубьев такой рейки существенно изменяется по мере удаления от зоны прямолинейного движения. Используется косой наклон зубьев, что обеспечивает существенное уменьшение передаточного отношения, а значит, и меньший диапазон поворота рулевого колеса. Таким образом, управление автотранспортом становится более динамичным и удобным, а руль – острым и тяжелым.

Такие автопроизводители, как Renault, BMW, Toyota, Honda, Mitsubishi, Mazda, Nissan предлагают на отдельные модели легковых машин рулевые механизмы с 4 управляемыми колесами. Такое решение позволяет улучшить устойчивость и управляемость при движении авто на значительной скорости (задние и передние колеса повернуты в одну сторону), хорошую маневренность при движении на низких скоростях (задние и передние колеса повернуты в разные стороны).

Рулевое управление

Следует отметить, что эффект «подруливания» задних колес во время движения транспортного средства на значительной скорости достигается и пассивными методами. В процессе поворота машины из-за крена кузова и воздействия боковых сил деформируются резино-маталлические упругие элементы задней подвески, что, обеспечивает небольшие углы поворота колес.

Рулевой привод выполняет функции по передаче усилий, требуемых для выполнения поворота, от рулевого механизма к колесам. Этот элемент обеспечивает оптимальное соотношение углов поворота управляемых колес и препятствует их повороту в процессе работы подвески. От типа используемой подвески напрямую зависит конструкция рулевого привода.

Механический рулевой привод считается наиболее распространенным. Состоит он из рулевых шарниров и рулевых тяг. Рулевой шарнир выполняется шаровым. Конструкция шарового шарнира включает несколько элементов: корпус, шаровой палец, вкладыш и чехол, оберегающий деталь от проникновения пыли, влаги, песка. Шаровой шарнир изготовлен в виде съемного наконечника рулевой тяги, что обеспечивает его более удобную эксплуатацию. По сути, рулевая тяга с шаровой опорой является дополнительным рычагом подвески.

Рулевое управление имеет множество кинематических параметров. Из основных можно назвать четыре угла (развала, схождения, продольного и поперечного наклона оси поворота колеса) и два плеча (стабилизации и обкатки). Конструкция рулевого управления являет собой некий компромисс кинематических параметров, поскольку приходится объединять противоречащие друг другу легкость управления и устойчивость движения.

Чтобы уменьшить усилия, необходимые для поворота рулевого колеса, рулевой привод оснащается усилителем рулевого управления. Благодаря использованию усилителя можно добиться нескольких преимуществ, например, снижение физической нагрузки на водителя, быстродействие и точность рулевого управления, возможность установки рулевых механизмов с меньшим передаточным числом. Различают несколько видов усилителей: пневматический, электрический, гидравлический.

Электроусилитель руля

Широкое применение получил гидроусилитель руля (гидравлический усилитель рулевого управления). Существует также электрогидравлический усилитель рулевого управления – является разновидностью гидроусилителя. В этом случае привод гидронасоса осуществляется от электродвигателя. Однако, в последнее время на современные модели автомобилей все чаще устанавливают электроусилитель руля (электрический усилитель рулевого управления). От электродвигателя крутящий момент предается на зубчатую рейку либо непосредственно на вал рулевого колеса. Электроусилитель с помощью электроники может использоваться для автоматического управления машиной: в системе помощи движению по полосе, в системе автоматической парковки.

Существует также адаптивный усилитель рулевого управления. Это усилитель рулевого управления, в котором поворотное усилие изменяется в зависимости от скорости транспортного средства. Электрогидравлический усилитель Servotronic является известной конструкцией адаптивного усилителя.

Система динамического рулевого управления от Ауди и система активного рулевого управления от BMW считаются инновационными технологиями. Передаточное число рулевого механизма в этих система изменяется в зависимости от скорости автотранспорта. Компания BMW добавила в рулевой вал сдвоенный планетарный редуктор – его корпус может поворачиваться посредством электродвигателя и в зависимости от скорости машины изменять передаточное отношение рулевого механизма.

Существует перспективная конструкция рулевого управления – т.н. рулевое управление по проводам. Она подразумевает отсутствие механической связи между ведущими колесами и рулевым колесом. Благодаря данной системе обеспечивается независимое воздействие на каждое колесо посредством электропривода. Стоит отметить, что серийное применение данной системы отложено на данный момент. Обусловлено это скорее психологическим фактором, который связан с высоким риском попадания в ДТП в случае сбоя системы.