Что такое рулевое управление автомобилем

Система рулевого управления это совокупность деталей в одном механизме, цель которых – изменять угол положения передних колес автомобиля для поворота транспортного средства в процессе движения. Этот механизм позволяет менять направление авто в зависимости от желания водителя.

Управляется система благодаря повороту рулевого колеса. Чтобы облегчить задачу для водителя в крупногабаритном транспорте всегда устанавливается усилитель руля. Однако в последнее время подавляющее большинство легковых автомобилей также оснащаются разными модификациями усилителей.

Регулировка

Для того, чтобы повысить безопасность при движении, снизить нагрузку на руки и спину водителя  механизмы рулевого управления автомобиля требуют регулировки. Регулировка может быть механической и электронной.
Чаще всего регулируется наклон рулевого колеса. Регулировка позволяет обеспечить водителю наиболее эргономичное и комфортное положение.
Самый популярный вариант — механический регулирующий механизм регулирования угла наклона рулевого колеса с нижним расположением шарнира. Он состоит из стопоров, кронштейна и блокировочного болта.
Регулирующий механизм

Стопоры поворачиваются. При положении рычага в заблокированном положении, выступы стопоров оказываются друг напротив друга, возникает осевое усилие, кронштейн колонки фиксируется. При положении рычага в разблокированном положении, выступы одного из стопоров оказываются в положении ровно напротив впадин другого стопора.
Очень популярен и механический механизм регулировки высоты руля. Регулировка осуществляется за счёт совместной работы скользящего вала, блокировочного болта, стопорных клиньев.
Стопорные клинья.png

Стопорные клинья во время поворота рычага меняют положение. При блокировке рычага стопорные клинья фиксируют скользящий вал в нужном положении. При разблокировке рычага, возникает свободное пространство между скользящим валом и стопорными клиньями, создаются идеальные условия для перемещения вала по оси.
Что же касается электрорегулировки, то самый выигрышный вариант — комбинированные решения для одновременной регулировки угла наклона и высоты посредством сервопривода.
Регулировка с сервоприводом

Для водителя регулировка очень проста. Требуется просто нажимать клавиши “Вверх”, “Вниз”.  Поэтому хоть решение и не самое дешёвое, очень востребованное.

Роль усилителя в системе рулевого управления

Этот элемент помимо того, что позволяет снизить усилие прикладываемое водителем к рулевому колесу, позволяет значительно увеличить точность управления автомобилем. Благодаря наличию усилителя в конструкции рулевого управления появилась возможность использовать в системе элементы, обладающие небольшой величиной придаточного числа. Усилители системы управления делятся на три типа:

  1. Электрический.
  2. Пневматический.
  3. Гидравлический.

Однако большее распространение получил последний тип. Гидравлика отличается надежностью конструкции и плавностью работы, но требует технического обслуживания по замени жидкости. Электроусилитель рулевого управления встречается реже, но все же большинство моделей современной автомобильной техники укомплектовано именно им. Усиление в нем обеспечивает электрический привод. Заметим, что электронное управление отличается наличием расширенного ряда возможностей, но изредка требует проверки и регулировки.

Устройство рулевого управления

Стандартная система рулевого управления состоит из таких компонентов:

  • Руля. Расположен в кабине (или салоне транспортного средства). Изменяя его положение, водитель меняет отклонение левого и правого колеса от первоначальной траектории. В современных автомобилях на нем располагаются некоторые функциональные кнопки (например, для управления мультимедийной системой или переключения отображаемых параметров на экране приборной панели).
  • Рулевой колонки. Это одна из разновидностей карданной передачи. В данном механизме несколько валов соединены между собой шарнирами. Благодаря такой конструкции производители могут применить опцию изменения угла наклона колонки (для обеспечения большего комфорта, если машину водит не один человек, например, и муж, и жена). Рулевая колонка передает крутящий момент от руля к рулевому механизму. Наличие нескольких шарниров также служит в целях повышения безопасности при лобовом столкновении. Многосекционная колонка легче деформируется, что причиняет меньше вреда для водителя. На корпусе этого механизма устанавливаются подрулевые переключатели (основными являются переключатели света и режимов стеклоомывателя).
  • Рулевой механизм. Состоит из рулевых тяг разной длины, которые принимают на себя усилия от рулевой колонки и передают его дальше на колеса. В данный механизм также входят наконечники и рычаги. В зависимости от модели автомобиля конструкция этой части тоже может отличаться.

Помимо основных элементов в рулевом управлении также могут присутствовать усилитель руля и амортизационная (демпферная) системы.

Схема механизма рулевого управления авто

Схема механизма рулевого управления с электроусилителем
На фото представлена схема механизма рулевого управления автомобиля

  1. руль;
  2. рулевая колонка;
  3. карданный вал;
  4. электродвигатель усилителя;
  5. датчик поворота руля;
  6. электронный блок управления руля;
  7. устройство поворота колес.

Конструкция и виды рулевого привода

К приводу относятся все элементы, находящиеся между рулевым механизмом и управляемыми колесами. Структура узла зависит от типа используемой подвески и рулевого механизма.

Рулевой привод механизма “шестерня-рейка”

Данный вид привода, входящий в состав рулевой рейки, получил наибольшее распространение. Он состоит из двух горизонтальных тяг, рулевых наконечников и поворотных рычагов стоек передней подвески. Рейка с тягами соединяется при помощи шаровых шарниров, а наконечники фиксируются стяжными болтами либо при помощи резьбового соединения.

Также следует заметить, что с помощью рулевых наконечников регулируется схождение колес передней оси.

Привод с механизмом типа «шестерня – рейка» обеспечивает поворот передних колес автомобиля на разные по величине углы.

Рулевая трапеция

Рулевая трапеция обычно применяется в рулевом управлении с червячным или винтовым механизмом. Она состоит из:

  • боковых и средней тяг;
  • маятникового рычага;
  • правого и левого поворотного рычага колес;
  • рулевой сошки;
  • шаровых шарниров.

Каждая тяга имеет на своих концах шарниры (опоры), которые обеспечивают свободное вращение подвижных деталей рулевого привода относительно друг друга и кузова автомобиля.

Рулевая трапеция обеспечивает поворот управляемых колес на разные углы. Нужное соотношение углов поворота осуществляется путем подбора угла наклона рычагов относительно продольной оси автомобиля и длины рычагов.

Исходя из конструкции средней тяги трапеция бывает:

  • с цельной тягой, которая применяется в зависимой подвеске;
  • с разрезной тягой, используемой в независимой подвеске.

Также она может отличаться по типу расположения средней тяги: перед передней осью либо после нее. В большинстве случаев рулевая трапеция применяется на грузовых автомобилях.

Стоимость ремонта и деталей механизма

Ремонт рулевой рейки

Так как основа рулевого управления автомобиля имеет подвижные элементы, соответственно со временем они выходят из строя, несмотря на качество и изначальную стоимость элементов. Прежде чем приступить к ремонту, необходимо пройти диагностику и чем сложней конструкция автомобиля, тем дороже обойдутся необходимые процедуры. В среднем диагностика элементов механизма обойдется от 400-700 рублей.

Средняя стоимость ремонта элементов рулевого управления
Наименование Цена от, руб. Цена от, грн.
Ремонт рулевой рейки с ЭУР 5000 2000
Ремонт рейки с ГУР 6250 2500
Ремонт рейки без ГУР 4500 1800
Ремонт распределителя рейки 3000 1200
Гильзовка корпуса рейки 2500 1000
Замена крестовины 2250 900
Ремонт редуктора (грузового авто) 13750 5500
Замена редуктора 8750 3500
Замена насоса гидроусилителя 1750 700

Что касается стоимости деталей механизма, то многое зависит от марки, модели автомобиля, устройства элементов и других факторов.

Цена деталей рулевого механизма
Наименование Марка, модель, год Цена от, долл $.
Рейка Suzuki Grand Vitara 2008 445
Крестовина рулевого вала Suzuki Grand Vitara 2008 7
Вал карданный Suzuki Grand Vitara 2008 78
Кардан рулевого вала Lexus LX 570 2009 118
Рейка Subaru Forester 2002 AWD 1235
Кардан вала Infiniti FX35 2008 55

Устройство системы рулевого управления

На сегодняшний день существует множество модификаций рулевой системы автомобиля. Есть даже разработки, которые способны вмешиваться в действия водителя, корректируя маневры транспортного средства. Есть также разработки с автоматическим пилотированием, хотя полноценные автопилоты еще находятся на стадии концепции, да и законодательство пока не допускает на общественные дороги машины с автономным управлением.

Среди современных систем помощи водителю имеются удержание в полосе движения или контроль состояния водителя (например, когда он засыпает, руки плавно ослабляют хват рулевого колеса, на эту силу реагируют датчики и система перестраивает автомобиль на обочину).

В стандартное рулевое управление входят такие компоненты:

  • Рулевое колесо;
  • Рулевая колонка;
  • Рулевой привод;
  • Усилитель руля.

Вот некоторые особенности данных элементов.

Рулевое колесо (руль, баранка)

Эта простая деталь позволяет водителю выбирать траекторию движения автомобиля. Современные рулевые колеса имеют элементы управления, которые позволяют водителю активировать или переключать разные системы, не отвлекаясь от управления автомобилем.

Размер рулевого колеса имеет большое значение. Если в машине нет усилителя рулевого управления, тогда с маленьким диаметром рулевого колеса сложнее будет справиться. В этом случае можно установить модель с большим диаметром. Но с другой стороны большой руль также влияет на комфорт во время движения. При этом управление машины с маленьким рулем отличается особой остротой.

Во-первых, верхняя часть руля будет влиять на обзор или если водитель крупный, он будет упираться ему в ноги, что также отрицательно сказывается на безопасности вождения. Во-вторых, слишком маленький руль будет требовать больших усилий со стороны водителя, особенно при маневрах на большой скорости. Более того, нередко маленькие рулевые колеса закрывают сигналы, отображаемые на приборной панели.

В магазинах автозапчастей можно найти рули с разной формой (не только идеально круглые). Для повышения комфорта во время езды на рулевое колесо надевается оплетка. В более дорогих моделях автомобилей имеется система подогрева руля.

Читайте также:  Что такое трансмиссия автомобиля: объяснение простыми словами. Что такое трансмиссия автомобиля?

В данном видео обсуждаются рекомендации для начинающих водителей относительно правильного использования руля:

Как работать рулем — техника руления. Автоинструктор Сергей Маркитесов. Смотрите это видео на YouTube

Рулевая колонка

Для передачи крутящего момента с рулевого колеса на рулевой механизм в каждом автомобиле имеется рулевая колонка. Под рулем на ней крепятся элементы управления – переключатели поворотов и дворников с разными дополнительными функциями. В спортивных автомобилях иногда встречаются подрулевые лепестки, которые позволяют водителю либо переключить передачу, либо имитируют это переключение, выводя трансмиссию на соответствующий режим.

В более ранних модификациях в рулевой колонке использовался прямой вал. В современных вариантах он разделен на несколько сегментов, которые соединены между собой карданной передачей. Это делается в целях безопасности – при лобовом столкновении рулевая колонка сложится, а не вонзится в грудную клетку водителя.

Благодаря такой конструкции многие автомобили последних поколений имеют регулируемую колонку. Это позволяет подстроить рулевое управление под физические данные разных водителей. В авто премиум-класса этот элемент оснащается автоматической регулировкой, которая нередко имеет память на нескольких водителей.

Для устранения вибраций, которые поступают от колес во время езды, в рулевой колонке устанавливается демпфер.

Рулевой механизм и рулевой привод

Рулевая колонка с одной стороны соединена с рулем, а с другой – с рулевым механизмом. Этот узел представлен набором тяг и шарниров, которые передают усилия на колеса. Водитель для поворота машины использует вращательную энергию, которая в рулевом механизме преобразуется в линейную.

Для этого используется передающая пара. В основном это шестерня-рейка или червяк-ролик. Но существуют также и другие модификации, которые имеют свое строение и принцип передачи усилий от руля к колесам. Об устройстве и принципе работы рулевой рейки читайте здесь .

Рулевой механизм выполняет две важные функции:

  1. Обеспечивает поворот передних колес;
  2. Возвращает колеса в исходное положение, как только усилия в рулевой колонке со стороны водителя ослабляются.

Весь рулевой механизм находится в корпусе (рулевая рейка). Узел устанавливается на передней части автомобиля (часто на передний подрамник, а в случае отсутствия рамы, то на ходовой части, на трансмиссии или даже на моторе). Стоит отметить, что чем ниже будет установлен этот механизм, тем эффективней будет работать управление машины.

В классическом исполнении рулевой механизм поворачивает передние колеса автомобиля. Однако в последнее время популярность снова набирают системы с подруливанием задними колесами, как например, у последней генерации Volkswagen Touareg. В таких системах на скорости до 40 км/ч. задние и передние колеса поворачиваются в противоположные стороны. Когда автомобиль движется со скоростью выше 40 км/ч., на вираже задние и передние колеса поворачиваются в одну и ту же сторону. Эта модификация значительно сокращает радиус разворота, а также повышает управляемость машины на поворотах.

Усилитель руля

Так как стандартный рулевой механизм для поворота колес (особенно в стоящем автомобиле) требует определенных усилий со стороны водителя, производители разработали разного рода усилители. Изначально гидравлические модификации применялись на грузовом транспорте. Постепенно такая система получила свое применение и в легковых автомобилях.

Необходимость в усилителе появилась не только ради увеличения комфорта. Дело в том, что при движении на большой скорости удерживать руль автомобиле на виражах становится трудной задачей, особенно в спортивном автомобиле. Усилитель рулевого механизма облегчает этот процесс. Также система получила положительные отклики у представительниц слабого пола.

Усилители работают по разным принципам. Самый распространенный – гидроусилитель. Немалую популярность также приобрели и электроусилители. Но существуют также комбинированные системы, которые задействуют функции обеих модификаций (ЭГУР). Дополнительно о разновидностях рулевых реек рассказано в отдельном обзоре .

Левый или правый руль?

В странах с правосторонним движением (таких большинство) руль монтируется слева, с левосторонним (Великобритания, Кипр, Мальта, Ирландия, Япония, Сингапур, Япония, Индия, Шри-Ланка, Индонезия, Таиланд, Малайзия, Мальдивы, Восточный Тимор, Бангладеш, Бруней, Макао, Пакистан и некоторых других) — справа.
При этом есть отдельная категория автовладельцев, которые, несмотря на то, что живут в странах с правосторонним движением, предпочитают только машины с правым рулем (и наоборот).
Плюсы правого руля (при езде в странах с правосторонним движением) и левого руля (при езде с левосторонним движением) такие:

  • Комфортнее сделать поворот в плотном потоке.
  • Лучше виден бордюр, когда водитель паркуется.
  • Специфическая особенность рулевого управления легкового автомобиля в этом случае обеспечивает идеальные условия для выхода водителя на тротуар.

Но высаживать пассажиров при руле с другой стороны очень сложно. Поэтому, если человек ездит один — проблем нет, если постоянно  с пассажирами, то им постоянно нужно напоминать, чтобы они были внимательными.
Существенная “загвоздка” —  и фары. Если вы покупаете машину с правым рулем для страны с правосторонним движением, то  фары нужно обязательно заменять, отрегулировать. Иначе то, что вы будете при ночной езде “слепить” других водителей —  это неоспоримый факт. В принципе, и ТО в большинстве стран в этом случае вы не пройдете.
Также переставлять придётся и дворники. Они изначально производителями “заточены” на левое и правое направление, исключение только отдельные транспортные средства со симметричными “дворниками” (например, некоторые модели Mercedes-Benz).

Назначение рулевого управления

Рулевое управление чаще всего поворачивает передние колеса, однако встречаются и двухосный привод (в основном это крупногабаритная техника с четырьмя осями, две из которых поворачивают), а также модификации с задним приводом.

Ни один автомобиль не сможет обойтись без рулевого управления, так как в мире не существует прямой дороги. Даже если бы условно представить себе такую трассу, на ней все равно появлялись бы препятствия, которые нужно было бы объезжать. Без рулевого управления также невозможно было бы безопасно припарковать свое авто.

Если бы производитель не устанавливал бы в машины данную систему, их управляемость ничем не отличалась бы от маневренности железнодорожного состава. Хотя попытки создать машину, которой можно было бы управлять силой мысли, не прекращаются (на фото выше — одна из разработок компании GM).

Принцип работы рулевого управления

Принцип рулевого управления достаточно прост. Водитель поворачивает руль, усилия передаются на рулевую колонку. Далее они поступают на рулевой механизм. В классическом исполнении рейка приводит в движение рулевые тяги, соединенные с колесами при помощи системы шаровых наконечников.

Точность поворота колеса напрямую зависит от размеров руля. Также от этого параметра зависит усилие, которое нужно приложить, чтобы повернуть колеса. Во многих моделях установлены электрические или гидроусилители, которые дают возможность использовать в машине маленький руль.

Виды рулевого управления

Все системы рулевого управления делятся на три вида:

  • Реечный механизм. Чаще всего используется в бюджетных автомобилях. Конструкция такого управления самая простая. В нем имеется рейка с зубцами. Она приводится в движение благодаря шестерне рулевой колонки. Такая схема обладает высокой эффективностью. Единственным недостатком такого механизма является чувствительность к ударам от некачественного дорожного покрытия.
  • Червячный механизм. Такая модификация обеспечивает больший угол поворота колеса. Она менее чувствительна к ударным нагрузкам, однако стоит дороже, чем предыдущая, так как более сложна в изготовлении.
  • Винтовой механизм. Является модификацией червячного аналога, только имеет повышенный КПД и увеличивает усилия, необходимые для маневра автомобиля.

Независимо от типа привода, работа данных механизмов может быть усилена такими устройствами:

  • Гидроусилитель. Имеет самую простую конструкцию в данном перечне. Система компактная и дешевая в обслуживании. Такой модификацией оснащаются даже некоторые бюджетные модели авто последних поколений. Чтобы система исправно работала, необходимо постоянно контролировать уровень рабочей жидкости. Насос усилителя приводится в движение рабочим ДВС.
  • Электроусилитель. Это одна из самых последних модификаций. Она не нуждается в сложном обслуживании, а также тонкой настройки. Обеспечивает максимальную отзывчивость рулевого управления. Как следует из названия, механизм усиливается работой электрического мотора.
  • Электрогидравлический усилитель. Такая модификация работает по принципу ГУР. Единственное отличие заключается в том, что гидронасос работает от электричества, а не подсоединяется к приводу мотора, как в первом случае. Последние две разработки позволяют использовать меньше топлива по сравнению с первым типом, так как работа системы не связана с приводом двигателя.

В дополнение к разным усилителям автомобиль может быть оснащен системой активного динамического или адаптивного управления. Их отличия в следующем:

  1. Регулирует передаточное число в зависимости от частоты вращения колес. Благодаря этому обеспечивается максимальная устойчивость автомобиля на скользкой дороге. Система не позволяет резко вывернуть руль, предотвращая от чрезмерной или недостаточной поворачиваемости.
  2. Динамическая система работает по аналогичному принципу, только вместо планетарного привода используется электромотор.
  3. Считается инновационной технологией, так как в таких рулевых механизмах нет физической связи между рулем и рулевым механизмом. Система управляется электронным блоком управления, который анализирует множество данных: от датчиков скорости вращения колес, силы поворота рулевого колеса и т.д.
Читайте также:  Как проверить напряжение аккумулятора автомобиля. Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля: цифры, которые необходимо выучить наизусть

В последнее время на некоторых моделях авто премиум-класса и спорткарах устанавливается особенная технология с поворотом не только передних, но и задних колес. Это увеличивает стабильность автомобиля при прохождении поворота на высокой скорости. Задние колеса поворачиваются в зависимости от скорости ТС.

Если машина едет максимум 40км/ч, то задняя ось поворачивается в противоположном направлении от передних колес (если спереди они смотрят вправо, то задние будут смотреть влево).

Когда скорость авто становится выше 40 км/ч, то при входе в поворот задние колеса будут поворачиваться в ту же сторону, что и передние. Это снижает риск образования заноса.

Требования к рулевому управлению автомобиля

Рулевое управление любого транспортного средства должно соответствовать следующим требованиям:

  • Обеспечивать достаточную маневренность ТС на любых скоростях. Водитель должен с легкостью задавать нужное направление автомобиля;
  • Оно должно быть легким в использовании, чтобы даже уставший водитель мог безопасно добраться до места отдыха;
  • При повороте колес рулевое управление должно обеспечить максимально чистое качение. На виражах колеса не должны скользить, чтобы автомобиль не терял своей стабильности. Для этого угол наклона и поворота колес должен быть четко выверен;
  • Возвращать колеса обратно в прямолинейное направление (вдоль кузова), после того как водитель прекращает прилагать усилия для поворота;
  • Гасить вибрации при движении по неровному дорожному покрытию;
  • Обладать высокой отзывчивостью на любые команды водителя;
  • Даже при выходе из строя усилителей, механизм должен все равно позволять водителю управлять машиной.

Еще одним параметром, который относится к категории требований для рулевого управления, является люфт руля. Больше о допустимых нормах люфта рассказывается в отдельной статье .

Реечный рулевой механизм

Механизм реейчного типа (шестерня-рейка)
Механизм реейчного типа (шестерня-рейка)

В рулевом механизме «шестерня – рейка» усилие к колесам передается с помощью прямозубой или косозубой шестерни, установленной в подшипниках, и зубчатой рейки, перемещающейся в направляющих втулках. Для обеспечения беззазорного зацепления рейка прижимается к шестерне пружинами. Шестерня рулевого механизма соединяется валом с рулевым колесом, а рейка — с двумя поперечными тягами, которые могут крепиться в середине или по концам рейки. Данные механизмы имеют небольшое передаточное число, что дает возможность быстро поворачивать управляемые колеса в требуемое положение. Полный поворот управляемых колес из одного крайнего положения в другое осуществляется за 1,75…2,5 оборота рулевого колеса.

Рулевой привод состоит из двух горизонтальных тяг и поворотных рычагов телескопических стоек передней подвески. Тяги соединяются с поворотными рычагами при помощи шаровых шарниров. Поворотные рычаги приварены к стойкам передней подвески. Тяги передают усилие на поворотные рычаги телескопических стоек подвески колес и соответственно поворачивают их вправо или влево.

2. Способы поворота

Маневрирование поворотом управляемых колес — наиболее распространенный способ поворота автотранспортных средств. Рулевое управление с поворачиваемыми колесами достаточно полно удовлетворяет требованиям к рулевому управлению. Во всех случаях, когда это допустимо, число пар управляемых колес стремятся выбрать наименьшим. Это упрощает конструкцию рулевого управления, повышает устойчивость движения.

Однако, если число пар управляемых колес меньше, чем п-1, где п — общее число осей автомобиля, то при повороте неизбежно боковое скольжение неуправляемых колес. Расположение управляемых колес при таком способе поворота зависит от типа и назначения транспортного средства (рис. 1).

Расположение управляемых колес

Рис. 1. Расположение управляемых колес: НП — направление поворота

Качение колес без бокового скольжения для двухосного автомобиля обеспечивается при передних управляемых колесах. Поворот автомобиля (рис. 1, а) происходит относительно т. О — центра поворота автомобиля, расположенного в точке пересечения оси задних колес и осей обоих управляемых колес. Управляемые колеса при этом повёрнуты на различные углы, и угол поворота внутреннего колеса Θв больше угла поворота наружного колеса Θн, Θв>Θн. Требуемое соотношение между углами зависит от расстояния между осями поворотных цапф В и колесной базы автомобиля L и определяется зависимостью ctg Θн= ctg Θв+B/L.

Показателем поворачиваемости автомобиля считают минимальный радиус поворота Rmin, равный Rmin = L/sinΘнmax. Для большинства автомобилей значение Θнmax составляет (30… 35)° и минимальный радиус приблизительно в два раза больше базы автомобиля. Предельный угол поворота управляемых колес может быть увеличен для автомобилей высокой проходимости до 45°.

Для улучшения поворачиваемости управляемыми могут как передние, так и задние колеса (рис. 1, б). Для такой схемы минимальный радиус поворота равен Rmin = L/(2sinΘнmax), т.е. при одинаковых базах радиус поворота может быть уменьшен в два раза.

Поворот трехосных автомобилей с передними управляемыми колесами (рис. 1, в) отличается тем, что качение колес среднего и заднего мостов без бокового скольжения невозможно. Поэтому колеса осей тележки стремятся расположить как можно ближе друг к другу, для этого сделать по возможности меньшими расстояния L и l. Для таких автомобилей дополнительным критерием поворачиваемости является «габаритный коридор» Вг — ширина полосы, за которую не выходит автомобиль при повороте.

Маневрирование при помощи поворота осей (рис. 2, а) или тележек (рис. 2, б), применяется в тех случаях, когда сделать колеса поворотными трудно по компоновочным соображениям из-за их ширины (пневмокатки, широкопрофильные колеса). Боковое скольжение колес по дороге с таким способом поворота неизбежно.

Поворот складыванием звеньев ТТМ (рис. 2, в) обеспечивает повышенную маневренность и может использоваться для специальных или длиннобазных машин. Угол складывания может достигать 90°.

Бортовый способ поворота (рис. 2, г) производится отключением от ДВС, при помощи фрикционов Ф1 , Ф2, приводов колес одного из бортов машины и торможении отключенного привода с помощью тормозных механизмов Т1 или Т2. Таким образом, поворот осуществляется практически на месте.

Способы поворота колесных машин

Рис. 2. Способы поворота колесных машин

Это наименее рациональный способ поворота, но при его использовании удается существенно упростить конструкцию машины. Способ больше всего подходит для короткобазных машин. На мягком грунте поворот сопровождается деформацией и сдвигом грунта, что ещё больше увеличивает сопротивление движению.

Классификация рулевого управления

Принципиальных отличий между разными типами рулевого управления нет, но часто его классифицируют по типу редуктора рулевого механизма:

Тип редуктора «шестерня-рейка».

Устройство рулевого управления с редуктором типа «червяк-ролик»: 1 — руль; 2 — рулевой вал с червяком; 3 — ролик с валом сошки; 4 — рулевая сошка; 5 — средняя тяга; 6 — боковые тяги; 7 — поворотные рычаги; 8 — колеса; 9 — маятниковый рычаг; 10 — шарниры рулевых тяг.

» data-medium-file=»https://i0.wp.com/vaznetaz.ru/wp-content/uploads/2019/09/рулевое-управление-червяк-ролик.jpg?fit=300%2C286&ssl=1″ data-large-file=»https://i0.wp.com/vaznetaz.ru/wp-content/uploads/2019/09/рулевое-управление-червяк-ролик.jpg?fit=600%2C571&ssl=1″ loading=»lazy» class=»size-full wp-image-9968″ src=»/images/vaznetaz.ru/wp-content/uploads/2019/09/rulevoe-upravlenie-chervyak-rolik.jpg» alt=»Устройство рулевого управления с редуктором типа » червяк-ролик»»=»» width=»600″ height=»571″ sizes=»(max-width: 600px) 100vw, 600px» data-recalc-dims=»1″>
Устройство рулевого управления с редуктором типа «червяк-ролик»: 1 — руль; 2 — рулевой вал с червяком; 3 — ролик с валом сошки; 4 — рулевая сошка; 5 — средняя тяга; 6 — боковые тяги; 7 — поворотные рычаги; 8 — колеса; 9 — маятниковый рычаг; 10 — шарниры рулевых тяг.

Этот тип редуктора можно назвать устаревшим, поскольку его давно перестали устанавливать на автомобили. Тем не менее, он еще встречается на старых машинах.

В основе заложена червячная передача, в которой червяк закреплен на дополнительном валу рулевой колонки. При повороте руля вращается червяк и приводит в движение ролик, стоящий с ним в зацеплении.

Сдвигаясь по нарезке червяка, ролик заставляет вращаться вал, на который он установлен и к которому присоединен рычаг рулевой сошки. Вал вращается, рулевая сошка описывает полукруг, приводит в действие остальные элементы рулевого привода (среднюю тягу, маятниковый рычаг, боковую тягу, поворотные кулаки колес).

Винтовой тип редуктора.

Большинство современных моделей автомобильного транспорта имеют инновационную систему управления всеми четырьмя колесами. Благодаря этому значительно улучшается динамика движения транспортного средства на местности со сложным рельефом. Помимо этого, рулевое управление автомобиля адаптированное на все колеса позволяет добиться большей маневренности при скоростной езде. Это возможно благодаря повороту каждого из колес.

Примечательно, что в рулевом управлении подруливание колес может осуществляться системой в пассивном режиме. Это возможно благодаря наличию в конструкции задней части подвески специальных упругих резинометаллических деталей. При возникновении крена кузова за счет изменения величины и направления нагрузки осуществляется изменение направления движения. Рулевое управление с функцией подруливания задних колес позволяет эффективно распределить усилие для поворота всех колес. Помимо этого, такая система не позволяет осуществить поворот колес при активном состоянии подвески.

В конструкцию адаптивной системы подруливания входят шарниры и тяги. Шарнир имеет несколько элементов в своем составе, для удобства использования его конструкция представлена в виде снимающегося наконечника. Кинематическую схему рулевого управления автомобиля удобнее всего представить в идее прямоугольника, на каждой из сторон которого находятся:

  • плечи;
  • угол схождения;
  • развал;
  • продольный и поперечный наклон.

Плечи, продольный и поперечный наклон обеспечивают стабилизацию движения, в то время как остальные параметры находятся в постоянном противодействии. Поэтому еще одной задачей рулевого управления является стабилизация всех возникающих в процессе движения сил.

Особенности правостороннего и левостороннего рулевого управления

Ни для кого не является секретом, что закон некоторых стран предусматривает левостороннее движение по дороге. В этом случай рулевое колесо будет установлено с правой стороны авто, а водитель, естественно, будет сидеть там, где привычно в нашем регионе видеть переднего пассажира.

Разница такого рулевого управления заключается не только в расположении руля в салоне. Производитель адаптирует также и рулевой механизм в соответствии с подключением к редуктору. Но даже в таком случае автомобиль, предназначенный для эксплуатации на дорогах с левосторонним движением, можно переоборудовать под условия правостороннего. Для этого перед покупкой оригинального автомобиля следует выяснить, продаются ли соответствующие рулевые механизмы, позволяющие переоборудовать данный автомобиль.

На некоторых типах сельскохозяйственной техники используется гидравлическая система, которая позволяет устанавливать руль в любой части кабины. В этом случае связь между рулевым колесом и приводом рулевого механизма обеспечивается гидравликой, которая управляется насосом-дозатором.

В такой модификации отсутствует люфт (даже заводской), так как в ней нет редуктора с шестеренчатой, червячной или винтовой передачей. Конечно, в легковом транспорте такая система встречается крайне редко. Основное ее применение – крупная спецтехника.

Нужно ли регулировать механизм рулевого управления

Регулировка рулевой рейки

Начинающий автолюбитель может спросить, нужно ли регулировать элементы рулевого управления, ответ однозначный – да. Зачастую в регулировке нуждается шестерня-рейка и червячный элемент. Именно в этих деталях в момент эксплуатации может появиться люфт, что повлечет за собой быстрый износ других элементов, чаще всего поломку рейки или ближайших механизмов.

Как правило, регулировку рулевого механизма необходимо проводить только на специализированных СТО и точно по регламенту производителя. Если больше чем нужно поджать детали механизма, это может привести к частичному или полному заклиниванию, в момент поворота руля, в одно из крайних положений. Такой «ремонт» может привести к потере управляемости и непредсказуемым последствиям.

Основные неисправности рулевого управления

К неисправностям рулевого управления относятся:

  • Люфт рулевого колеса (от чего он возникает, читайте здесь );
  • Стуки во время движения (возникают в результате ослабления крепежных болтов механизма рулевого управления);
  • Износ шарниров рулевой тяги;
  • Износ зубьев на передающей паре (на шестерне, рейке, червяке или ролике);
  • Нарушение регулировки зацепления механизма;
  • Неисправности в гидро- или электроусилителе (о неисправностях и возможных вариантах ремонта читайте в отдельной статье ).

Чтобы устранить неисправности, требуется затянуть все крепежные болты, заменить износившиеся детали и отрегулировать механизм передающей пары. В большинстве случаев рулевое управление редко когда выходит из строя внезапно. Благодаря своевременному обслуживанию основные элементы прослужат достаточно долго (нередко даже дольше, чем срок, установленный производителем).