Рулевое управление колесных машин
Назначение, классификация и общее устройство рулевого управления.
Рулевое управление — одна из основных систем автомобиля, которая представляет собой совокупность узлов и механизмов, предназначенных для синхронизации upravlenie положения рулевого колеса (руля) и угла поворота управляемых колес (в большинстве моделей автомобилей это передние колеса). Основное назначение рулевого управления для любых транспортных средств — это обеспечение поворота и поддержание заданного водителем направления движения.
Виды рулевого управления
В зависимости от типа редуктора системы, рулевой механизм (система рулевого управления) может быть следующих видов:
· Реечный — самый распространенный вид, используемый в легковых автомобилях. Этот вид рулевого механизма имеет простую конструкцию и отличается высоким КПД. Недостатки заключаются в том, что этот тип механизма чувствителен к возникающим ударным нагрузкам при эксплуатации в сложных дорожных условиях
· Червячный — обеспечивает хорошую маневренность автомобиля и достаточно большой угол поворота колес. Этот вид механизма меньше подвержен влиянию ударной нагрузки, но более дорогостоящий в изготовлении.
· Винтовой — принцип работы похож на червячный механизм, однако он имеет более высокий КПД и позволяет создавать большие усилия.
В зависимости от вида усилителя, который предусматривает устройство рулевого управления, различают системы:
· С гидравлическим усилителем (ГУР). Его основным достоинством является компактность и простота конструкции. Гидравлическое рулевое управление среди современных транспортных средств является одним из наиболее распространенных. Недостатком такой системы является необходимость контроля уровня рабочей жидкости.
· С электрическим усилителем (ЭУР). Такая система рулевого управления с усилителем считается наиболее прогрессивной. Он обеспечивает простоту регулировки настроек управления, высокую надежность работы, экономный расход топлива и возможность управления автомобилем без участия водителя.
· С электрогидравлическим усилителем (ЭГУР). Принцип действия данной системы аналогичен системе с гидравлическим усилителем. Главное отличие заключается в том, что насос усилителя приводится в действие электродвигателем, а не ДВС.
Углы установки управляемых колес
Кастр — угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. Продольный наклон обеспечивает самовыравнивание управляемых колёс за счёт скорости автомобиля. Другими словами: автомобиль выходит из поворота сам; руль, который отпущен и обладает свободным ходом, сам возвращается в положение прямолинейного движения (на ровной дороге, с отрегулированными механизмами). Это происходит, естественно, при положительном кастре. Например, кастр позволяет ездить на велосипеде, не держась за руль.
Угол поперечного наклона — (угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на поперечную плоскость автомобиля. Этот угол обеспечивает самовыравнивание управляемых колёс за счёт веса автомобиля. Название «KPI» (наклон шкворня) несколько устарело: в современных подвесках переднеприводных автомобилей нет рулевых шкворней, колёса поворачиваются вокруг амортизирующей стойки.У большинства машин без усилителя руля эта цифра не превышает 10°, у лёгких и усиленных бывает и больше: так, у Volkswagen Polo Sedan весом в 1,2 тонны — целых 13°.
Типы усилителей рулевого управления
Механизм представляет собой систему в рулевом управлении, которая обязательно присутствует в грузовых автомобилях и часто встраивается в легковые. Разработан он был в целях обеспечения комфорта водителям, так как габариты транспортных средств становились всё больше, и управлять ими становилось сложнее, поэтому верным решением было внедрить в систему управления механизм усилителя.
Бывает несколько видов усилителей рулевого управления в зависимости от энергии, которую они используют для движения:
Электроусилитель - устанавливают электроусилитель на рулевом валу, части которого связывает друг с другом торсионный вал с датчиком крутящего момента. Когда вращается рулевое колесо, скручивается торсионный вал и регистрируется бесконтактным датчиком. После обработки всех данных, полученных с этих приборов, процессор вычисляет усилие, которое необходимо, и запускает команду для электродвигателя.
§ Гидроусилитель- гидравлический привод является одним из самих распространённых и устанавливается на большинство машин. Его конструкция состоит из:
1. насоса регулятора давления;
2. бачка с гидравлической жидкостью;
3. силового цилиндра;
4. золотника.
§ Комбинированный - такой механизм также называется гибридным, потому что принцип его работы основан на гидравлике и электрике.
§ Механический - механический усилитель руля состоит из набора различных шестерён в корпусе. Эффект усиления и облегчения управления с использованием такого механизма состоит в изменении передаточного числа вращения. В настоящее время этот вид не используется из-за сложности и ненадёжности конструкции, а также из-за повышенного уровня шума во время работы.
§ Пневмоусилитель - такие усилители были достаточно популярны в 50-е годы и устанавливались на грузовых авто с пневматическими тормозами. Однако со временем их заменили на другие агрегаты и перестали применять.