Що таке кермовий механізм. Рульовий механізм

До кермового механізму пред'являються такі вимоги:
- Оптимальне передавальне число, Що визначає співвідношення між необхідним кутом повороту кермового колеса та зусиллям на ньому; - незначні втрати енергії під час роботи (високий ККД);
- можливість мимовільного повернення рульового колеса в нейтральне положення після того, як водій перестав утримувати рульове колесо у поверненому положенні;
- незначні зазори у рухомих з'єднаннях для забезпечення малого люфту або вільного ходу кермового колеса;
- Висока надійність.

Найбільшого поширення на легкових автомобіляхсьогодні отримали рейкові кермові механізми.

Рейковий кермовий механізм без гідропідсилювача:
1 – чохол;
2 – вкладиш;
3 – пружина;
4 - кульовий палець;
5 - кульовий шарнір;
6 - упор;
7 - рульова рейка;
8 - шестерня

Конструкція такого механізму включає шестірню, встановлену на валу рульового колеса, і пов'язану з нею зубчасту рейку. При обертанні кермового колеса рейка переміщається вправо або вліво і через приєднані до неї тяги кермового приводу повертає керовані колеса.
Причинами широкого застосуванняна легкових автомобілях саме такого механізму є: простота конструкції, малі маса та вартість виготовлення, високий ККД, невелика кількість тяг та шарнірів. Крім того, розташований поперек автомобіля корпус рейкового кермового механізму залишає достатньо місця в моторному відсіку для розміщення двигуна, трансмісії та інших агрегатів автомобіля. Рейкове рульове керування має високу жорсткість, що забезпечує більш точне керування автомобілем при різких маневрах.
Разом з тим рейковий кермовий механізм має й ряд недоліків: підвищена чутливість до ударів від дорожніх нерівностей і передача цих ударів на кермо; схильність до віброактивності кермового управління, підвищена навантаженість деталей, складність установки такого кермового механізму на автомобілі із залежною підвіскою керованих коліс. Це обмежило сферу застосування такого типу кермових механізмів лише легковими (з вертикальним навантаженням на керовану вісь до 24 кН) автомобілями із незалежною підвіскою керованих коліс.

Рейковий кермовий механізм з гідропідсилювачем:
1 – рідина під високим тиском;
2 – поршень;
3 – рідина під низьким тиском;
4 – шестерня;
5 – рульова рейка;
6 - розподільник гідропідсилювача;
7 - рульова колонка;
8 - насос гідропідсилювача;
9 – резервуар для рідини;
10 - елемент підвіски

Рульовий механізм типу «глобоїдальний черв'як-ролик» без гідропідсилювача:
1 – ролик;
2 - черв'як

Легкові автомобілі із залежною підвіскою керованих коліс, малотоннажні вантажні автомобілі та автобуси, легкові автомобілі високої прохідності оснащуються, як правило, кермовими механізмами типу «глобоїдальний черв'як-ролик». Раніше такі механізми застосовувалися і на легкових автомобілях із незалежною підвіскою (наприклад, сімейство ВАЗ-2105, -2107), але нині їх практично витіснили рейкові кермові механізми.
Механізм типу «глобоїдальний черв'як-ролик»є різновидом черв'ячної передачі і складається з з'єднаного з рульовим валом глобоїдального черв'яка (черв'яка зі змінним діаметром) і ролика, встановленого на валі. На цьому ж валі поза корпусом рульового механізму встановлений важіль (сошка), з яким пов'язані тяги рульового приводу. Обертання рульового колеса забезпечує обкатування ролика по черв'яку, хитання сошки та поворот керованих коліс.
У порівнянні з рейковими кермовими механізмами черв'якові механізми мають меншу чутливість до передачі ударів від дорожніх нерівностей, забезпечують великі максимальні кути повороту керованих коліс (краща маневреність автомобіля), добре компонуються із залежною підвіскою, допускають передачу великих зусиль. Іноді черв'ячні механізми застосовують на легкових автомобілях високого класу і великої власної маси з незалежною підвіскою керованих коліс, але в цьому випадку ускладнюється конструкція рульового приводу - додається додаткова тяга рульова і маятниковий важіль. Крім того, черв'ячний механізм вимагає регулювання та доріг у виготовленні.

Рульовий механізм типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-зубчастий сектор» без гідропідсилювача (а):
1 – картер;
2 - гвинт із кульковою гайкою;
3 – вал-сектор;
4 – пробка заливного отвору;
5 – регулювальні прокладки;
6 – вал;
7 - ущільнювач рульового валу;
8 – сошка;
9 – кришка;
10 - ущільнювач валу-сектора;
11 - зовнішнє кільце підшипника валу-сектора;
12 - стопорне кільце;
13 - кільце ущільнювача;
14 - бічна кришка;
15 – пробка;
із вбудованим гідропідсилювачем (б):
1 – регулювальна гайка;
2 – підшипник;
3 - кільце ущільнювача;
4 – гвинт;
5 – картер;
6 – поршень-рейка;
7 – гідравлічний розподільник;
8 – манжета;
9 - ущільнювач;
10 – вхідний вал;
11 – вал-сектор;
12 – захисна кришка;
13 - стопорне кільце;
14 - кільце ущільнювача;
15 - зовнішнє кільце підшипника валу-сектора;
16 - бічна кришка;
17 – гайка;
18 - болт

Найбільш поширеним кермовим механізмом для важких вантажних автомобілів та автобусів є механізм типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-зубчастий сектор». Іноді кермові механізми такого типу можна зустріти на великих та дорогих легкових автомобілях (Mercedes, Range Rover та ін.).
При повороті кермового колеса обертається вал механізму з гвинтовою канавкою та переміщається надіта на нього гайка. При цьому гайка, що має на зовнішній стороні зубчасту рейку, повертає сектор зубчастого вала сошки. Для зменшення тертя в парі гвинт-гайка передача зусиль у ній відбувається за допомогою кульок, що циркулюють у гвинтовій канавці. Даний кермовий механізм має ті ж переваги, що й розглянутий вище черв'ячний, але має великий ККД, що дозволяє ефективно передавати великі зусилля і добре компонується з гідравлічним підсилювачем кермового управління.
Раніше на вантажних автомобіляхможна було зустріти й інші типи кермових механізмів, наприклад «черв'як-бічний сектор», «гвинт-кривошип», «гвинт-гайка-шатун-важіль». На сучасних автомобілях такі механізми через їхню складність, необхідність регулювання та низький ККД практично не застосовуються.

Однією з основних систем, що забезпечують безпеку пересування на автомобілі є рульове управління. Призначення кермового керування автомобіля - можливість змінювати напрямок руху, здійснювати повороти та маневри при об'їзді перешкод або обгоні. Ця складова також важлива, як і гальмівна система. Доказом цього є розпорядження правил дорожнього руху, експлуатація автомобіля з несправними зазначеними механізмами категорично заборонена.

Особливості вузла та конструкція

На автомобілях використовується кінематичний спосіб зміни напряму руху, який передбачає, що здійснення повороту відбувається за рахунок зміни положення керованих коліс. Зазвичай керованою є передня вісь, хоча існують і авто з так званою системою підрулювання. Особливість роботи в таких авто полягає в тому, що колеса задньої осі теж повертаються при зміні напрямку, хоч і на менший кут. Але поки що ця система широкого поширення не набула.

Крім кінематичного способу, на техніці використовується ще й силовий. Особливість його полягає в тому, що для здійснення повороту колеса однієї сторони пригальмовуються, тоді як з іншого боку вони продовжують рухатися з колишньою швидкістю. І хоча цей спосіб зміни напрямку на легкових авто поширення не отримав, на них він все ж таки використовується, але в дещо іншій якості – як система курсової стійкості.

Цей вузол автомобіля складається із трьох основних елементів:

• рульова колонка;
• рульовий механізм;
• привід (система тяг та важелів);

Рульовий вузол

Кожна складова – своє завдання.

Рульова колонка

Виконує передачу обертального зусилля, що створює водій для зміни напрямку. Складається вона з рульового колеса, що розташовується в салоні (на нього впливає водій, обертаючи його). Воно жорстко посаджено на вал колонки. У пристрої цієї частини кермового управління дуже часто використовується вал, розділений на кілька частин, з'єднаних між собою карданними шарнірами.

Така конструкція зроблена не просто так. По-перше, це дозволяє змінювати кут положення кермового колеса щодо механізму, зміщувати його у певний бік, що нерідко необхідно при компонуванні складових частинавто. На додаток така конструкція дозволяє підвищити комфортабельність салону - водій може змінювати положення рульового колеса по вильоту та нахилу, забезпечуючи максимально зручне положення.

По-друге, складова рульова колонка має властивість «ламатися» у разі ДТП, знижуючи ймовірність травмування водія. Суть така - при фронтальному ударі двигун може зміститися назад і штовхнути кермовий механізм. Якби вал колонки був цілісним, зміна положення механізму призвела б до виходу валу з кермовим колесом у салон. У випадку ж зі складовою колонкою, переміщення механізму супроводжуватиметься лише зміною кута однієї складової валу щодо другої, а сама колонка залишається нерухомою.

Рульовий механізм

Призначений для перетворення обертання валу рульової колонки у поступальні рухи елементів приводу.

Найбільшого поширення на легкових автомобілях набули механізми типу «шестерня-зубчаста рейка». Раніше ж використовувався ще один вид - "черв'як-ролик", який зараз переважно використовується на вантажних авто. Ще один варіант для вантажівок – «гвинтовий».

«шестерня-рейка»

Поширення тип «шестірня-рейка» отримав завдяки порівняно простий пристрійкермового механізму. Складається цей конструктивний вузол із трьох основних елементів – корпус, у якому розміщується шестерня та перпендикулярно їй – рейка. Між двома останніми елементами є постійне зубчасте зачеплення.

Працює цей вид механізму так: шестерня жорстко пов'язана з рульовою колонкою, тому вона обертається разом із валом. Через зубчасте з'єднання обертання передається на рейку, яка при такій дії зміщується всередині корпусу в той чи інший бік. Якщо водій обертає кермо вліво, взаємодія шестерні з рейкою призводить до того, що остання переміщається вправо.

Найчастіше на авто застосовуються механізми «шестерня-рейка» з фіксованим передавальним числом, тобто діапазон повороту кермового колеса для зміни кута коліс однаковий за всіх їх положень. Для прикладу, припустимо, що для повороту коліс на кут 15 ° необхідно зробити 1 повний оборот керма. Так от, неважливо, в якому положенні знаходяться керовані колеса (крайнє, прямолінійне), для повороту на вказаний кут доведеться зробити один оберт.

Але деякі автовиробники встановлюють на свої авто механізми з передатним числом, що змінюється. Причому досягається це досить просто – зміною кута положення зубів на рейці у певних зонах. Ефект від цієї доробки механізму такий: якщо колеса стоять прямо, то зміни їх положення на ті ж 15° (приклад) потрібен 1 оборот. Але якщо вони знаходяться в крайньому становищі, то через зміненого передавального числа, колеса повернуться на вказаний кут вже через півоберта. В результаті діапазон повороту керма від краю до краю значно менше, ніж у механізмі з фіксованим передавальним числом.

Рейка зі змінним передатним числом

Крім простоти пристрою, тип «шестерня-рейка» використовується ще тому, що в такій конструкції можлива реалізація виконавчих механізмів гідропідсилювача (ГУР) і електропідсилювача (ЕУР), а також електрогідравлічного (ЕГУР).

«черв'як-ролик»

Наступний тип - "черв'як-ролик", менш поширений і на легкових авто зараз практично не використовується, хоча його можна зустріти на автомобілях ВАЗ класичного сімейства.

В основі цього механізму покладено черв'ячну передачу. Є черв'як собою гвинт з різьбленням особливого профілю. Цей гвинт розташовується на валу, з'єднаному з кермовим стовпчиком.

З різьбленням цього черв'яка контактує ролик, з'єднаний з валом, на який посаджена сошка - важіль, що взаємодіє з елементами приводу.

Черв'яковий кермовий механізм

Суть роботи механізму така: при обертанні валу гвинт обертається, що призводить до поздовжнього переміщення ролика на його різьблення. А оскільки ролик встановлений на валу, це зміщення супроводжується поворотом останнього навколо своєї осі. Це, у свою чергу, призводить до напівкругового руху сошки, яка і впливає на привід.

Від механізму типу «черв'як-ролик» на легкових авто відмовилися на користь «шестірні-рейки» через неможливість інтегрувати в нього гідропідсилювач (на вантажних авто він все ж таки був, але виконавчий механізм був винесеним), а також досить складної конструкції приводу.

Гвинтовий тип

Конструкція гвинтового механізму ще складніше. У ній також є гвинт з різьбленням, але контактує він не з роликом, а зі спеціальною гайкою, на зовнішній стороні якої нанесений зубчастий сектор, що взаємодіє з таким же, але зробленим на валу сошки. Також існують механізми з проміжними роликами між гайкою та зубчастим сектором. Принцип дії такого механізму практично ідентичний черв'ячному - в результаті взаємодії вал провертається і тягне сошку, а та в свою чергу - привід.

Гвинтовий кермовий механізм

На гвинтовий механізм можна встановити гідропідсилювач (гайка виконує роль поршня), але на легкових авто він не застосовується через масивність конструкції, тому він використовується тільки на вантажівках.

Привід

Привід у конструкції кермового управління використовується для передачі переміщення рейки або сошки на керовані колеса. Причому завдання цієї складової входить зміна положення коліс на різні кути. Обумовлено це тим, що колеса при повороті рухаються різними радіусами. Тому колесо з внутрішньої сторони при зміні траєкторії руху повертається на більший кут, ніж зовнішнє.

Конструкція приводу залежить від механізму. Так, якщо на авто використовується «шестірня-рейка», то привід складається лише з двох тяг, з'єднаних з поворотним кулаком (роль якого виконує амортизаційна стійка) у вигляді кульового наконечника.

До рейки ці тяги можуть кріпитися двома способами. Менш поширеною є жорстка фіксація їх болтовим з'єднанням (у деяких випадках з'єднання здійснюється через сайлент-блок). Для такого з'єднання в корпусі механізму зроблено поздовжнє вікно.

Найпоширеніший метод з'єднання тяг – жорстке, але рухливе з'єднання з кінцями рейки. Для забезпечення такого з'єднання на кінці обох тяг зроблено кульковий наконечник. За допомогою гайки ця куля притискається до рейки. При пересуванні останньої тяга змінює своє положення, що забезпечує наявне з'єднання.

У приводах, де використовується механізм «черв'як-ролик», конструкція значно складніша і є цілою системою важелів і тяг, що отримали назву рульової трапеції. Так, наприклад, на ВАЗ-2101 привід складається з двох бічних тяг, однієї середньої, маятникового важеля та поворотних кулаків з важелями. При цьому для забезпечення можливості зміни кута положення колеса поворотний кулак кріпитися до важелів підвіски за допомогою двох кульових опор (верхньої та нижньої).

Велика кількість складових елементів, а також з'єднань між ними робить такий тип приводу більш схильним до зносу і виникнення люфтів. Цей факт – ще одна причина відмови від черв'ячного механізму на користь рейкового.

"Зворотній зв'язок"

Варто зазначити, що в кермовому механізмі існує ще й так звана Зворотній зв'язок». Водій не тільки впливає на колеса, а за допомогою її отримує інформацію про особливості руху коліс по дорозі. Виявляється це у вигляді вібрацій, ривків, створення безумовно спрямованих зусиль на кермі. Ця інформація вважається дуже важливою для правильної оцінки поведінки авто. Доказом цього є те що, що у авто, оснащуваних ГУР і ЭУР, конструктори зберегли «зворотній зв'язок».

Передові розробки

Цей вузол продовжують удосконалювати, так останніми досягненнями є системи:

• Активного (динамічного) кермового керування. Вона дозволяє змінювати передатне число механізму, залежно від швидкості автомобіля. Також виконує і додаткову функцію – коригування кута передніх коліс у поворотах та при гальмуванні на слизькій дорозі.
• Адаптивне рульове управління (управління з проводів). Це найновіша і найперспективніша система. У ній відсутній прямий зв'язок між кермом і колесами, все працює за рахунок датчиків та виконавчих пристроїв (сервоприводів). Велике поширення система ще не набула через психологічний та економічний чинники.

Система «кермо по дротах»

Висновок

У цілому нині механізм є досить надійним вузлом, які потребують ніякого обслуговування. Але при цьому експлуатація кермового керування автомобіля має на увазі проведення своєчасної діагностики для виявлення несправностей.

Конструкція цього вузла складається з багатьох елементів з рухомими сполуками. А де такі з'єднання є, згодом через знос контактуючих елементів, у них з'являються люфти, які значною мірою можуть вплинути на керованість авто.

Складність діагностики кермового керування залежить від його конструктивного виконання. Так у вузлах з механізмом «шестерня-рейка» з'єднань, які необхідно перевіряти не так вже й багато: наконечники, зачеплення шестірні з рейкою, кардан рульової колонки.

А ось із черв'ячним механізмом через складну конструкцію приводу точок діагностики значно більше.

Що стосується ремонтних робітпри порушенні працездатності вузла, наконечники при сильному зносі просто замінюються. У кермовому механізмі на початковому етапі люфт вдається прибрати регулюванням зачеплення, а якщо це не допомогло - перебирання вузла з використанням ремкомплектів. Кардани стовпчика, як і наконечники – просто замінюються.

Autoleek

Багато хто погодиться з тим, що двигун є основою автомобіля. І це справді так. Однак уявити автомобіль без кермового керування теж важко. Це важливий та необхідний у кожній машині елемент. Завдання кермового управління полягає у забезпеченні руху транспортного засобу в заданому напрямку. Цей вузол складається з кількох компонентів. Це кермо, колонка, привід і кермовий механізм. Про останні ми сьогодні і поговоримо.

Функції

Механізм кермового управління має кілька основних завдань:

• Передача зусиль на привод.
• Збільшення зусилля, що прикладається водієм до керма.
• Самостійне повернення керма в нейтральне положення при знятті навантаження.

Різновиди

Цей елемент може бути кількох типів. Сьогодні зустрічаються такі типи кермових механізмів:

• Рейковий.
• Черв'яковий.
• Гвинтовий.

Що являє собою кожен із них? Всі ці типи механізмів ми розглянемо окремо.

Рейковий

На даний момент він є одним із найпоширеніших. В основному, встановлюється на легкові автомобілі та кросовери. Влаштування кермового механізму рейкового типу передбачає наявність наступних деталей:

Перша встановлювався на валу керма. Шестерня знаходиться у постійному зачепленні із зубчастою рейкою. Діє цей механізм досить просто. При обертанні керма рейка переміщується праворуч або ліворуч. При цьому тяги, приєднані до приводу, повертають керовані колеса на заданий кут.

Серед переваг такого механізму варто відзначити простоту конструкції, великий ККД та високу жорсткість. Однак при цьому такий механізм дуже чутливий до нерівностей на дорозі, через що швидко зношується. Нерідко власники вживаних автомобілів стикалися з проблемою рейки, що стукає. Це і є наслідок зносу кермового механізму. Тому елемент встановлюється лише певні типи автомобілів. В основному це передньопривідні машини із незалежною передньою підвіскою. Якщо говорити про ВАЗ, то рейка зустрічається на всіх моделях, починаючи з "вісімки". На «класиці» ж встановлюється дещо інший кермовий механізм.

Черв'яковий

Саме такий тип використовується на вітчизняних «Жигулях», а також на деяких автобусах та малотоннажних вантажівках. Складається даний вузол з:

• Черв'яка глобоїдного типу із змінним діаметром.
• Рульового валу, з яким з'єднується хробак.
• Ролики.

Поза кермовим механізмом розташована сошка. Це спеціальний важіль, який пов'язаний із тягами приводу. За такою ж схемою влаштований кермовий механізм на ГАЗ-3302.

Серед переваг такого вузла варто відзначити меншу чутливість до ударних навантажень. Тому даний кермовий механізм, що на ВАЗ-2107 встановлюється, є практично вічним. Власники рідко стикаються зі стукотом та вібраціями на кермі. Однак така схема конструкції має більше з'єднань. Тому періодично механізм потребує регулювання.

Гвинтовий

Це складніший у пристрої вузол. У його конструкцію входить:

• Гвинт. Розташований на валу кермового колеса.
• Гайка. Вона переміщається за попереднім елементом.
• Зубчата рейка.
• Зубчастий селектор. Він з'єднаний із рейкою.
• Рульова сошка. Знаходиться на валу селектора.

Ключова особливість даного механізму полягає у способі з'єднання гайки та гвинта. Кріплення здійснюється за допомогою кульок. Таким чином, досягається менший знос та тертя пари.

Принцип роботи гвинтового елемента схожий на черв'ячний. Поворот керма здійснюється за допомогою обертання гвинта, що переміщує гайку. Остання пересуває за допомогою рейки зубчастий сектор, а разом із нею і кермову сошку.

Де використовується гвинтовий механізм? Найчастіше він застосовується на важкій комерційній техніці - вантажівках та автобусах. Якщо говорити про легкові автомобілі, то це лише моделі представницького класу. Механізм складніший у пристрої та дорогий, тому значно збільшує вартість самого автомобіля.

Підсилювач

Зараз практично на всіх автомобілях застосовується підсилювач кермового керування. Він служить зменшення зусиль, що необхідні повороту передніх коліс. Даний елемент дозволяє забезпечити високу точність та швидкодію рульового управління. На даний момент розрізняють кілька типів підсилювачів:

• Гідравлічний.
• Електричний.

Перший тип є популярнішим. Встановлюється як на легкові автомобілі, так і вантажівки. У пристрої підсилювача є насос, який створює певний тиск у гідравлічній системі. Залежно від боку повороту керма, ця рідина тисне перший чи другий контур рейки. Таким чином знижується зусилля, що потрібно докласти для повороту. Серед переваг гідравлічної системи варто відзначити високу надійність. Підсилювач рідко виходить із ладу. Однак, оскільки механізм насоса приводиться в дію від коленвала, частина потужності забирається від ДВС. Хоча на сучасних двигунах це зовсім непомітно.

Електричний підсилювач складається із окремого двигуна. Крутний момент від нього передається на сам вал рульового колеса. Конструкція застосовується лише на легкових автомобілях, тому що не розрахована на великі зусилля.

ЕУР обладнаний окремою електронікою, яка керує цим двигуном. Іноді підсилювач доукомплектовується адаптивними системами, які спрямовані на збільшення безпеки під час руху смугою.

Серед інноваційних рішень варто відзначити систему динамічного керування від Audi. Тут передатне число змінюється в залежності від поточної швидкості автомобіля. Таким чином, на високих швидкостях кермо жорстке і збите, а при паркуванні воно стає легким. Передавальне число змінюється за допомогою здвоєного планетарного редуктора, який додано до валу. Корпус його може прокручуватися залежно від швидкості автомобіля.

Висновок

Отже, ми з'ясували, що являє собою даний механізм. Це дуже відповідальний вузол у кермовому управлінні. Незалежно від типу його потрібно періодично перевіряти. Адже втрата керування на швидкості – це найнебезпечніше, що може статися з водієм.

Завдання кермового механізму полягає в тому, щоб змінювати напрямок руху автомобіля. У більшості автомобілів можна змінити лише напрямок передніх коліс, але існують сучасні моделі, керування якими відбувається шляхом зміни напряму всіх чотирьох коліс.

Система кермового управління складається з кермового пристрою та приводу. В результаті обертання кермового колеса двигун починає поступальний рух. Потім керовані колеса повертаються, і автомобіль змінює свій напрямок.

Під час цього процесу початковий рух водія посилюється у кілька разів. Схема кермового пристрою показує, які деталі та механізми задіяні в процесі керування автомобілем. На сучасні та вантажні автомобілі, призначені для перевезення великих вантажів, додатково встановлюються гідропідсилювачі. Гідропідсилювачі полегшують керування автомобілем та підвищують безпеку руху.

Пристрій кермового керування

Черв'яковий тип кермового механізму

Це найдавніший тип кермового управління. Система складається з картера із вбудованим гвинтом, який отримав назву «черв'як». "Черв'як" безпосередньо з'єднується з кермовим валом. Крім гвинта, в системі є ще один вал з роликом-сектором. Обертання керма призводить до обертання «черв'яка» і подальшого обертання ролика-сектору. До ролика-сектора приєднана рульова сошка, пов'язана за допомогою шарнірного керування із системою тяг.

В результаті роботи цієї системи тяг керовані колеса повертаються, і автомобіль змінює напрямок руху. Черв'ячний тип кермового механізму має низку недоліків. По-перше, це велика втрата енергії за рахунок великого тертя всередині механізму. По-друге, відсутній жорсткий зв'язок між колесами та кермом. По-третє, для того, щоб змінити напрямок руху, потрібно обернути кермо кілька разів, що не тільки виглядає несучасно, але й не відповідає стандартам управління, що існують у світі. В даний час пристрої черв'ячного типу використовуються тільки в російських УАЗах, ВАЗах із заднім приводом та ГАЗах.

Гвинтовий тип кермового механізму

Гвинтовий механізм інакше називають «гвинт-кулькова гайка». Розробляючи цю систему, конструктори замінили «черв'яка» спеціальним гвинтом із приєднаною до нього кульковою гайкою. На зовнішній стороні гайки розташовуються зубці, які і входять у контакт із таким самим, як і в попередній системі, роликом-сектором.

Для того, щоб зменшити тертя, розробники запропонували розмістити між роликом-сектором та гайкою кулькові канали. Завдяки такому рішенню вдалося значно зменшити тертя, збільшити віддачу та полегшити управління. Однак наявність тієї ж складної системи тяг, великі розміри і незручна форма гвинтового механізму призвели до того, що гвинтова система була визнана також непристосованою до сучасних умов. Однак деякі відомі автовиробники досі використовують механізм "гвинт-кулькова гайка" при виготовленні машин з поздовжнім двигуном. Подібні механізми мають автомобілі Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero та інші.

Рейковий тип кермового механізму

1. накінечник рульової тяги;
2. кульовий шарнір наконечника;
3. поворотний важіль;
4. контргайка;
5. тяга;
6. болти кріплення рульових тяг до рейки;
7. внутрішні наконечники рульових тяг;
8. скоба кріплення кермового механізму;
9. опора кермового механізму;
10. захисний чохол;
11. сполучна пластина;
12. стопорна пластина;
13. демпфуюче кільце;
14. опорна втулка рейки;
15. рейка;
16. картер кермового механізму;
17. стяжний болт муфти;
18. нижній фланець еластичної муфти;
19. верхня частина облицювального кожуха;
20. демпфер;
21. рульове колесо;
22. кульковий підшипник;
23. вал кермового управління;
24. нижня частина облицювального кожуха;
25. кронштейн кріплення валу рульового керування;
26. захисний ковпачок;
27. роликовий підшипник;
28. приводна шестерня;
29. кульковий підшипник;
30. стопорне кільце;
31. захисна шайба;
32. ущільнювальне кільце;
33. гайка підшипника;
34. пильовик;
35. кільце ущільнювача упору;
36. стопорне кільце гайки упору;
37. упор рейки;
38. пружина;
39. гайка упору;
40. палець шарового шарніра;
41. захисний ковпачок;
42. вкладиш кульового пальця;

А. мітка на пильовику;
В. мітка на картері кермового механізму;
поверхню кульового шарніра;
D. поверхня поворотного важеля

Рейкова конструкція - найпоширеніший пристрій кермового управління. Сила цієї конструкції полягає у її простоті. Цей простий та прогресивний механізм використовується при виробництві 90% автомобілів. В основі пристрою кермової рейки лежить основний елемент – вал-рейка. Вал-рейка оснащена поперечними зубами. На рульовому валу розташовується шестерня, яка зачіпляється за зуби рульового валу та переміщує рейку.

Завдяки використанню цієї системи вдалося досягти мінімізації кількості шарнірних з'єднань та значного збереження енергії. Кожному колесу «належить» по два шарніри і по одній тязі. Для порівняння: у системі «гвинт-кулькова гайка» колесу відповідає три тяги, у «черв'ячному» механізмі – п'ять тяг. Рульова рейка забезпечила практично прямий зв'язок між кермом та колесами, а отже, у кілька разів збільшила легкість керування автомобілем. Такий кермовий пристрій автомобіля уможливив змінювати напрямок руху мінімальною кількістю оборотів керма.

Ще одна перевага рейкової конструкції – розмір та форма картера. При своєму невеликому розмірі та довгастій формі, картер здатний розміститися в автомобілі де завгодно. Автовиробники розміщують картер над двигуном, під двигуном, попереду чи ззаду, виходячи із моделі автомобіля. Рейковий механізм дозволив досягти практично миттєвої реакції коліс на поворот керма. Ця система дозволила створювати швидкісні автомобілі із сучасною, вдосконаленою системою управління.

Підсилювач

Підсилювач використовується для полегшення керування. Завдяки підсилювачу вдається досягти більшої точності управління, збільшити швидкість передачі руху від керма до колеса. Автомобіль із підсилювачем керується простіше, легше, швидше. Підсилювач може бути електричним, пневматичним або гідравлічним. У більшості сучасних автомобілів використовується гідравлічний підсилювач, що одержує живлення від електродвигуна.

Гідропідсилювач складається з поворотного клапана та лопатевого насоса. За рахунок руху лопатевого насоса гідравлічна енергія надходить у кермовий механізм. Насос працює за рахунок електричного двигуна автомобіля. Він переміщує гідравлічну рідину. Величина тиску регулюється за допомогою вбудованого в насос запобіжного клапана. Неважко здогадатися, що чим більша швидкість руху двигуна, тим більша кількість рідини надходить у насосний механізм.

Нові технології

Останнім часом автовиробники почали випускати моделі із електричним підсилювачем. Такі автомобілі керуються бортовим комп'ютером», тобто електронною системою, яка працює в автоматичному режимі. Найбільше ця система нагадує комп'ютерну гру, в якій спеціальні датчики, встановлені на кермі, подають на центральний комп'ютер відомості про всі зміни та змінюють положення механізмів.

«Слабкі ланки» кермового управління

Як і будь-який інший механізм, кермо іноді ламається. Досвідчений водій прислухається до свого автомобіля та може визначити наявність тієї чи іншої несправності за характерними звуками.

Наприклад, стукіт або збільшення люфта рульового колеса можуть свідчити про те, що в рульовому механізмі ослаблене кріплення картера, кронштейна маятникового важеля або рульової сошки. Також це може бути ознакою того, що шарніри рульових тяг, що передає пара або втулка маятникового важеля стали непридатними. Ці несправності можна усунути за допомогою нехитрих маніпуляцій: заміни деталей, що зносилися, регулювання зачеплень або кріплень.

У тому випадку, якщо при обертанні керма відчувається надмірний опір, можна говорити про те, що порушилося співвідношення кутів установки передніх коліс або зачеплення передавальної пари. Також кермо може туго рухатися за відсутності мастила в картері. Слід усунути ці недоліки: долити мастило, збалансувати кути установки, відрегулювати зачеплення.

Профілактика

Щоб пристрій кермового керування автомобіля служив довго, необхідно приділяти увагу його профілактиці. Ретельна перевірка деталей та механізмів кермового управління зможе вберегти від поломок, що потребують тривалого та дорогого ремонту. Крім профілактики, велике значення має стиль водіння.

Запобігти виникненню несправностей може своєчасне технічне обслуговування, Що включає в себе діагностику стану кермового механізму та інших важливих деталей та елементів автомобіля.

• Новини
• Практикум

Російському автопрому знову виділили мільярди рублів

Прем'єр-міністр Росії Дмитро Медведєв підписав постанову, яка передбачає виділення 3,3 млрд рублів бюджетних коштів на російських виробниківавтомобілів. Відповідний документ розміщено на сайті уряду. Зазначається, що бюджетні асигнування були передбачені федеральним бюджетом на 2016 рік. У свою чергу, підписана прем'єром постанова затверджує правила...

Новий бортовий КамАЗ: з автоматом та підйомною віссю (фото)

Нова бортова магістральна вантажівка - з флагманської серії 6520. Ноїнка укомплектована кабіною від Mercedes-Benz Axor першого покоління, двигуном Daimler, автоматичною коробкоюпередач ZF, та провідним мостом Daimler. При цьому остання вісь - підйомна (так званий «лінивець»), що дозволяє «значно скоротити витрати енергоресурсів і в кінцевому рахунку...

Оголошено ціни на спортивну версію седана Volkswagen Polo

Автомобіль, оснащений 1,4-літровим 125-сильним мотором, буде пропонуватися за ціною від 819 900 рублів за версію з 6-ступінчастою механічною трансмісією. Крім 6-ступінчастої механіки, покупцям буде доступна також версія, оснащена 7-ступінчастим "роботом" DSG. За такий Volkswagen Polo GT попросять від 889900 рублів. Як уже розповідав "Авто Mail.Ru", від звичайного седана...

Лімузин для президента: розкрито чергові подробиці

Сайт Федеральної патентної служби продовжує залишатися єдиним відкритим джерелом інформації про «автомобіль для президента». Спочатку НАМИ запатентував промислові моделі двох автомобілів – лімузина та кросовера, які є частиною проекту «Кортеж». Потім намішники зареєстрували промисловий зразок під назвою «Панель приладів автомобіля» (скоріше за все, саме...

Названі регіони Росії з найстарішими автомобілями

При цьому наймолодший автопарк значиться в Республіці Татарстан. середній вік– 9,3 роки), а найстаріший – у Камчатському краї (20,9 року). Такі дані у своєму дослідженні наводить аналітична агенція «Автостат». Як виявилося, крім Татарстану, лише у двох російських регіонах середній вік легкових автомобілів менший за...

Позашляховик GMC перетворили на спорткар

тельє Hennessey Performance завжди славилося своїм умінням щедро додавати додаткових скакунів «автомобілю, що прокачується», але цього разу американці явно поскромничали. GMC Yukon Denali міг би перетворитися на справжнього монстра, благо, що 6,2-літрова «вісімка» дозволяє це зробити, але мотористи Hennessey обмежилися досить скромним «бонусом», збільшивши потужність двигуна.

Фото дня: гігантська качка проти водіїв

Шлях автомобілістам на одній із місцевих автотрас перегороджувала… величезна гумова качка! Фотографії качки моментально розійшлися соцмережами, де в них знайшлося чимало шанувальників. Як повідомляє The Daily Mail, гігантська гумова качка належала одному з місцевих автомобільних дилерів. Зважаючи на все, на дорогу надувну фігуру зніс...

Mercedes випустить міні-Гелендеваген: нові подробиці

Нова модель, покликана стати альтернативою витонченому Mercedes-Benz GLA, отримає брутальну зовнішність у стилістиці «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класу. Німецькому виданню Auto Bild вдалося дізнатись нові подробиці про цю модель. Отже, якщо вірити інсайдерській інформації, то Mercedes-Benz GLB відрізнятиметься незграбним дизайном. З іншого боку, повного...

Власники Mercedes забудуть, що таке проблеми з паркуванням

За словами Цетше, які наводить Autocar, у найближчому майбутньому автомобілі стануть не просто транспортними засобами, а персональними помічниками, які здорово впросять життя людям, переставши провокувати стреси. Зокрема, гендиректор Daimler заявив, що незабаром на автомобілях Mercedesз'являться спеціальні датчики, які «відстежуватимуть параметри організму пасажирів і коригуватимуть ситуацію...

Названа середня ціна нового автомобіля у Росії

Якщо 2006 року середньозважена ціна машини становила приблизно 450 тис. рублів, то 2016 - вже 1,36 млн рублів. Такі дані наводить аналітична агенція «Автостат», яка вивчила ситуацію на ринку. Як і 10 років тому, найдорожчими на російському ринкузалишаються іномарки. Зараз середня ціна нового автомобіля...

ЯК вибрати колір автомобіля, вибрати колір машини.

Як вибрати колір автомобіля Не секрет, що колір автомобіля насамперед впливає на безпеку дорожнього руху. Більше того, від кольору машини залежить його практичність. Автомобілі випускаються всіх кольорів веселки та десятки її відтінків, але як вибрати «свій» колір? ...

Рульовий механізм є основою кермового управління, де він виконує такі функції:

• збільшення зусилля, прикладеного до кермового колеса;
• передача зусилля рульовому приводу;
• мимовільне повернення рульового колеса в нейтральне положення при знятті навантаження.

За своєю суттю кермовий механізм є механічною передачею (редуктором), тому його основним параметром є передатне число. Залежно від типу механічної передачірозрізняють такі типи кермових механізмів: рейковий, черв'ячний, гвинтовий.

Рейковий кермовий механізм

Рейковий кермовий механізм є найпоширенішим типом механізму, що встановлюється на легкові автомобілі. Рейковий кермовий механізм включає шестерню та кермову рейку. Шестерня встановлюється на валу рульового колеса і знаходиться в постійному зачепленні з рульовою (зубчастою) рейкою.

Робота рейкового кермового механізму здійснюється наступним чином. При обертанні кермового колеса рейка переміщається праворуч або ліворуч. При русі рейки переміщаються приєднані до неї тяги рульового приводу і повертають керовані колеса.

Рейковий кермовий механізм відрізняє простота конструкції, відповідно високий ККД, а також висока жорсткість. Разом з тим, даний тип кермового механізму чутливий до ударних навантажень від дорожніх нерівностей, схильний до вібрацій. В силу своїх конструктивних особливостейрейковий кермовий механізм встановлюється на передньопривідних автомобілях із незалежною підвіскою керованих коліс.

Черв'яковий кермовий механізм

Черв'яковий кермовий механізм складається з глобоїдного черв'яка (черв'яка зі змінним діаметром), з'єднаного з кермовим валом, і ролика. На валу ролика поза корпусом кермового механізму встановлений важіль (сошка), пов'язаний з тягами кермового приводу.

Обертання рульового колеса забезпечує обкатування ролика по черв'яку, гойдання сошки та переміщення тяг рульового приводу, чим досягається поворот керованих коліс.

Черв'яковий кермовий механізм має меншу чутливість до ударних навантажень, забезпечує великі кути повороту керованих коліс і відповідно кращу маневреність автомобіля. З іншого боку черв'ячний механізм складний у виготовленні, тому дорогий. Рульове управлінняз таким механізмом має велику кількість з'єднань, тому потребує періодичного регулювання.

Черв'яковий кермовий механізм застосовується на легкових автомобілях підвищеної прохідності із залежною підвіскою керованих коліс, легких вантажних автомобілях та автобусах. Раніше такий тип кермового механізму встановлювався на вітчизняній «класиці».

Гвинтовий кермовий механізм

Гвинтовий кермовий механізм поєднує такі конструктивні елементи: гвинт на валу кермового колеса; гайку, що переміщується гвинтом; зубчасту рейку, нарізану на гайці; зубчастий сектор, з'єднаний із рейкою; рульову сошку, розташовану на валу сектора.

Особливістю гвинтового кермового механізму є з'єднання гвинта та гайки за допомогою кульок, чим досягається менше тертя та знос пари.

Принципово робота гвинтового кермового механізму схожа з роботою черв'ячного механізму. Поворот рульового колеса супроводжується обертанням гвинта, який переміщує гайку. При цьому відбувається циркуляція кульок. Гайка за допомогою зубчастої рейки переміщає зубчастий сектор і з ним кермо.

Гвинтовий кермовий механізм у порівнянні з черв'ячним механізмом має більший ККД та реалізує великі зусилля. Даний тип кермового механізму встановлюється на окремих легкових автомобілях представницького класу, важких вантажних автомобілях та автобусах.