Устройство и работа рулевого управления

Общее устройство и работа рулевого управления

Рулевое управление служит для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению. При повороте автомобиля каждое колесо движется по окружности разного радиуса (рис. 123). Чтобы колеса при этом катились без скольжения, необходимо, чтобы продолжения осей всех колес пересекались в одной точке — в центре поворота автомобиля. Внешнее переднее колесо при повороте описывает дугу большего радиуса, а внутреннее — меньшего, следовательно, внутреннее колесо необходимо поворачивать на больший угол, а внешнее — на меньший. При одинаковых углах поворота колес внутреннее колесо катилось бы с большим скольжением (штриховое изображение на рис. 123).



Таким образом, для уменьшения повышенного износа шин передних колес при поворотах происходит как бы «недоворот» внешнего переднего колеса по отношению ко внутреннему, что обеспечивается конструкцией рулевого привода. Причем для обеспечения равномерного изнашивания шин величины «недоворотов» левого и правого колеса должны быть примерно одинаковы, что обеспечивается регулировкой соотношения углов поворотов при проверке и регулировке углов установки передних колес.



Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевой механизм служит для увеличения усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу, и передачи его рулевому приводу. На переднеприводных автомобилях он состоит из рулевого колеса 19 (рис. 124), вала 21 и редуктора, помещенного в картере 16 и включающего в себя вал-шестерню 24 и зубчатую рейку 15 с прямозубым (на автомобиле ВАЗ-2109) или косозубым (на остальных автомобилях) зацеплением. На автомобилях с классической схемой компоновки редуктор представляет собой размещенную в картере червячную передачу, включающую в себя глобоидный червяк и двухгребневый ролик (см. рис. 128).

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма передним управляемым колесам и поворота их на разный угол. Он расположен сзади оси передних колес и на переднеприводных автомобилях состоит из рулевых тяг с шаровыми шарнирами 2 (см. рис. 124) и поворотных рычагов 3, приваренных к телескопическим стойкам передней подвески. На автомобилях с классической схемой компоновки рулевой привод состоит из рулевой сошки и маятникового рычага, соединенных при помощи рулевых тяг с шаровыми шарнирами с рычагами поворотных стоек (см. рис. 127). При повороте рулевого колеса усилие от вала колеса передается через редуктор к рулевым тягам, которые при помощи поворотных рычагов поворачивают передние колеса на требуемый угол.

Рулевое управление автомобиля ВАЗ-2109

Рулевое управление автомобиля ВАЗ-2109 (см. рис. 124) с реечным рулевым механизмом, размещенным в алюминиевом картере 16, где на шариковом 25 и роликовом 23 подшипниках установлен вал-шестерня 24. находящийся в зацеплении с рейкой 15. Шариковый подшипник фиксируется на валу стопорным кольцом 26, наружное его кольцо прижимается гайкой 27, закрытой пыльником 28. Рейка прижимается к шестерне металлокерамическим упором 29, который поджат размещенной в пробке 30 пружиной. За счет этого обеспечивается беззазорное зацепление шестерни с рейкой по всему ее ходу. Одним концом рейка опирается на упор 29, а другим — на разрезную пластмассовую втулку 14, установленную в картере редуктора.





На картер редуктора с левой стороны надет защитный чехол 22, а с правой напрессована труба с продольным пазом. Через низ трубы и отверстия защитного чехла 10 проходят болты 7, крепящие тяги 6 рулевого привода к рейке. Болты проходят через запрессованные в головки наконечников тяг резинометаллические шарниры 13, соединяются между собой пластиной 11 и фиксируются стопорной пластиной 12. Ход рейки в одну сторону ограничивается напрессованным на нее кольцом, а в другую — втулкой резинометаллического шарнира тяги. Полость картера редуктора защищена от загрязнения чехлом 10, который крепится двумя пластмассовыми хомутами.



Картер редуктора закреплен на панели передка кузова при помощи двух скоб 8 с резиновыми опорами 9. Вал 21 рулевого управления соединен с валом-шестерней через упругую муфту 17. На верхней части вала, вращающейся в шариковом подшипнике 20, на шлицах крепится рулевое колесо 19 через демпфер 18, который служит для повышения пассивной безопасности.

Рулевой привод включает в себя составные рулевые тяги, которые при помощи шаровых шарниров соединены с поворотными рычагами 3 стоек. Длина рулевой тяги изменяется при помощи трубчатой регулировочной тяги 5 с внутренней резьбой, которая навертывается на наконечники 1 тяги 6 и контрится гайками 4. Изменение длины рулевых тяг позволяет регулировать схождение колес.

В головке наружного наконечника тяги размещены детали шарового шарнира, состоящего из шарового пальца 31 и пластмассового вкладыша 33, поджатых пружиной и закрытых с одной стороны завальцованной в наконечнике шайбой, а с другой — резиновым защитным чехлом 32.

Поворотный рычаг 3 приварен к телескопической стойке и имеет отверстие, в которое вмонтирована втулка с коническим отверстием для установки пальца 31 шарового шарнира.

Рулевое управление автомобилей АЗЛК-2141 и -21412

Рулевое управление автомобилей АЗЛК-2141 и -21412 (рис. 125) отличается от ВАЗ-2109 наличием карданной передачи от вала 2 рулевого колеса к рулевому механизму. Карданный вал состоит из двух карданных шарниров, соединенных друг с другом через упругую муфту 3 для предотвращения передачи на рулевое колесо ударных нагрузок, возникающих из-за неровностей дороги.





Карданные шарниры неразборные, состоят из вилок, соединенных между собой крестовинами 21, вращающимися в вилках на игольчатых подшипниках 22. Подшипники запрессованы в проушины вилок и зафиксированы путем обжатия кромок отверстия проушин. От попадания грязи подшипники защищены резиновыми уплотнениями 33, которые одновременно ограничивают осевое перемещение крестовин в подшипнике. Верхний карданный шарнир отличается от нижнего наличием фланцевой вилки 30, которая служит для крепления упругой муфты. Для обеспечения жесткости карданного вала в зоне упругой муфты имеется штифт 33, который запрессован в отверстие карданного вала 4 и подвижно входит в запрессованую в отверстие фланцевой вилки пластмассовую втулку 32.



Вилки карданного вала имеют клеммные крепления к валу рулевого колеса и валу-шестерне при помощи болтов 25 с самоконтрящимися гайками 35. Для исключения больших деформаций муфты со стороны фланцевой вилки установлена ограничительная пластина 28.

Вал-шестерня 5 рулевого механизма установлен в картере рулевого механизма на двух подшипниках. Передний подшипник 18 шариковый, напрессован на шейку вала шестерни и закреплен гайкой 19. По наружному диаметру подшипник запрессован в горловину картера 7 редуктора и зафиксирован гайкой 9 с приваренной к ней стопорной шайбой, которая после затяжки отгибается на специальный прилив картера. Задний подшипник вала-шестерни роликовый, без внутреннего кольца.

Рейка прижимается к шестерне двумя металлокерамическими упорами 10 с пластмассовыми антифрикционными накладками. Упоры поджимаются пружиной 15 через ступенчатую опорную шайбу 16. В центральную часть шайбы упирается регулировочный винт 14, ввернутый в крышку 12 картера и застопоренный контргайкой 13. Картер редуктора крепится к кузову болтами с самостопорящимися гайками.

Вал-шестерня смещен относительно рулевого вала к середине автомобиля, что обеспечивается соединением их при помощи карданного вала. Левый и правый поворотные рычаги взаимозаменяемы и крепятся к поворотным стойкам болтами.

Рулевое управление автомобиля ЗАЗ-1102

Рулевое управление автомобиля ЗАЗ-1102 отличается наличием составного рулевого вала. Верхняя часть вала, к которой крепится рулевое колесо, соединена с нижней при помощи муфты с резиновыми втулками. Нижняя часть рулевого вала имеет шлицевое соединение с валом-шестерней 2 (рис. 126) рулевого механизма. Вал-шестерня установлен в картере 8 редуктора на двух одинаковых шариковых подшипниках 7. Опорами рейки рулевого механизма с одной стороны служат два упора 11, а с другой — втулка 17. Упоры прижимают рейку к шестерне за счет упругости пружины 13. Пружина прижимается пробкой 14 со стопорной гайкой 15 и через подпятник 12 давит на упоры. Регулировочные прокладки 3 обеспечивают регулировку осевого люфта вала-шестерни. Герметизация картера редуктора осуществляется манжетой 6 и защитными чехлами 16 и 10.





К рейке редуктора болтом крепится кронштейн, к которому при помощи резинометаллических шарниров присоединяются рулевые тяги.

Рулевое управление ВАЗ-2105

Рулевое управление ВАЗ-2105 (рис. 127) имеет рулевой механизм типа «глобоидный червяк — двухгребневой ролик». Верхний рулевой вал 8 вращается в двух радиально-упорных шариковых подшипниках 23, наружные обоймы которых запрессованы в трубу 24 кронштейна 9, привернутого к панели кузова. Верхний вал соединен с нижним через промежуточный вал 7, карданные шарниры 6 которого выполнены на игольчатых подшипниках и являются неразборными.





Редуктор 4 рулевого механизма закреплен на лонжероне 11 кузова. Он представляет собой червячную пару, помещенную в картере 8 (рис. 128). Червяк, напрессованный на вал 9, вращается в двух радиально-упорных шариковых подшипниках 10. Зазоры в подшипниках регулируются подбором прокладок 2 толщиной 0,10 и 0,15 мм, которые устанавливаются между картером и поджимаются крышкой 11. Ролик 7, находящийся в зацеплении с червяком, установлен на ось 3 и вращается в двухрядном шариковом подшипнике.

Вал 12 рулевой сошки вращается в корпусе картера в двух бронзовых втулках. Положение вала по оси вращения фиксируется регулировочным винтом 6, головка которого со специально подбираемой шайбой 5 заведена в паз головки вала 12. Регулировочный винт ввернут в крышку 4 и застопорен контргайкой. Рулевая сошка 1 установлена на шлицах вала 12 в строго определенном положении благодаря сдвоенному шлицу на вале. Выходы валов 12 и 9 из картера уплотнены самоподжимными сальниками.

Для смазывания деталей редуктора в него заливается трансмиссионное масло через отверстие в крышке 4, которое закрывается специальной пробкой А (см. рис. 127).

Рулевой привод автомобиля ВАЗ-2105 включает рулевую сошку 14, шарнирно соединенные с ней среднюю тягу 15 и левую боковую тягу 13, маятниковый рычаг 16 и шарнирно соединенную с ним правую боковую тягу, а также поворотные рычаги 2.

Ось 3 маятникового рычага 16 вращается в двух втулках, вставленных в кронштейне оси, который крепится к правому лонжерону пола кузова. Боковые тяги 13 состоят из двух наконечников, соединенных разрезной регулировочной муфтой с двумя хомутами, стягиваемыми болтами. Хвостовики обоих наконечников имеют резьбу правого и левого направлений, что позволяет, вращая регулировочную муфту, изменять длину боковой тяги и тем самым регулировать схождение колес.

Для крепления тяг к рычагам и сошке используются шесть однотипных шаровых шарниров 12, состоящих из шарового пальца 19, вкладыша 18 с пружиной 21 и опорной шайбой 22 пружины. Палец своей шаровой головкой вместе с вкладышем вставлен в конусную расточку головки наконечника тяги, а вкладыш поджат пружиной, что автоматически устраняет зазор, возникающий по мере износа пальца и вкладыша. От попадания влаги и грязи шарнир защищен резиновым чехлом 20 и при исправном состоянии чехлов в процессе эксплуатации смазки не требует.

Рулевое управление автомобиля ИЖ-21251

Рулевое управление автомобиля ИЖ-21251 в отличие от ВАЗ-2105 имеет рулевой вал, состоящий из двух частей, соединенных шлицевой скользящей муфтой, и телескопическую рулевую колонку. Такое устройство рулевого вала и рулевой колонки делает конструкцию способной поглотить часть энергии удара при деформации передней части автомобиля и при ударе водителя о рулевое колесо.

Редуктор рулевого механизма в основном аналогичен редуктору автомобиля ВАЗ-2105, но предусматривает регулировку осевого зазора червяка 1 (см. рис. 128, б) с помощью регулировочной пробки 13 и бокового зазора в зацеплении червяка с двухгребневым роликом с помощью регулировочной втулки 16, соединенной с валом 12 рулевой сошки. Фиксация пробки 13 и втулки 16 выполняется с помощью контргаек 14 и 15. Для залива масла внутри втулки 16 имеется маслоналивное отверстие, закрываемое пробкой 17.



Рулевой привод по конструкции близок к приводу автомобиля ВАЗ-2105, но имеет ряд отличий. Основное его отличие заключается в том, что усилие от сошки передается непосредственно на среднюю рулевую тягу, а не на среднюю и боковую, как у ВАЗ-2105. Кроме того, в данной конструкции маятниковый рычаг не передает усилия на правую боковую тягу, а лишь является опорой второго конца средней рулевой тяги.

Регулировка схождения колес выполняется, как и у автомобиля ВАЗ-2105, с помощью регулировочных муфт, но фиксация их осуществляется двумя контргайками.

Шарниры рулевых тяг сделаны разборными, в них установлены пластмассовые вкладыши 8 и 10 (рис. 129), которые не требуют смазки при эксплуатации и могут быть заменены при ремонте. Шарнир средней рулевой тяги, соединяющий ее с маятниковым рычагом отличается от остальных щарниров рулевой трапеции пальцем 2, который имеет не сферическую, а овальную головку.



Поворот колес автомобиля ограничивается регулировочными болтами 33, в которые упираются приливы на маятниковом рычаге 16 (при повороте автомобиля влево) и на рулевой сошке (при повороте автомобиля вправо).