Связь рулевой колонки с колесом: Связь рулевой колонки с колесом 4 буквы, сканворд – Связь рулевой колонки с колесом — 4 буквы, сканворд

Рулевое управление на пути к автономному автомобилю — журнал За рулем

Стремление к комфорту — двигатель прогресса. Это утверждение справедливо абсолютно для всех изобретений, будь то пульт дистанционного управления телевизором или мультиварка. Усилитель рулевого управления из этой же пьесы. Он позволил превратить вождение автомобиля из непростого занятия в приятное развлечение. А современные ГУР/ЭУР и вовсе приближают нас к эпохе автономного автомобиля.

history-of-the-steering-wheel

Один из первых чертежей привычной нам системы рулевого управления

Энциклопедии утверждают, что первым автомобилем с рулевым колесом, а не с рукояткой в качестве органа управления, стала модель марки Panhard, на которой в 1894 году Альфред Вашерон принял участие в гонке Париж — Руан. Уже через четыре года на всех машинах Panhard-Levassor устанавливалось рулевое колесо, а примеру французов последовали остальные автопроизводители.

Но, несмотря на прибавку в комфорте, управление первыми автомобилями продолжало оставаться делом непростым — крутить баранку было поистине мужской профессией, требовавшей значительных физических сил. На первых порах у шоферов грузовых машин даже были специальные помощники, которые не только играли роль механиков, но и помогали водителю справляться с рулем на крутых поворотах.

Поэтому неудивительно, что еще до внедрения рулевого колеса появились устройства, облегчающие обращение с рычагом-рукояткой. Если верить Морту Шульцу, опубликовавшему к столетию изобретения рулевого управления с усилителем в 1985 году статью в журнале «Популярная механика»под названием «Steering: A Century of Progress», первенство принадлежит изобретателю по фамилии Фиттс. Это он предложил свою систему усилителя рулевого управления в 1876 году. Но, к сожалению, о ней мы знаем весьма немного. В апреле 1900 года был выдан патент U.S. Patent 646,477, в котором описывается система полного привода и рулевого механизма с усилителем, изобретенная жителем Питтсбурга (штат Пенсильвания) Робертом Твайфордом. В 1902 году англичанин Фредерик Ланчестер запатентовал свою гидравлическую систему, а через два года был выдан патент на другую систему, с вакуумным усилителем в основе.

Ни один из этих патентов не нашел себе места на серийном автомобиле. Первым же серийным автомобилем с усилителем руля стал пятитонный грузовик Columbia, который был выпущен в 1903 году. Авторы публикации в журнале Motor Age, вышедшей в 1905 году, с восторгом описывали, как с этим усовершенствованием тяжелый грузовик «сохранял курс и легко управлялся на скорости в 18 миль в час!». С той поры системы рулевого управления, основанные на вакууме или сжатом воздухе, заняли свое место на коммерческом транспорте. К недостаткам пневматики относится то, что она была неприятно шумной и из-за большой упругости воздуха не могла гасить удары от дорожных неровностей. Если на грузовых машинах это было терпимо, то на скоростном легковом авто совершенно неприемлемо.

Прогресс подстегнула война. Инженер подразделения грузовых автомобилей компании Pierce Arrow Фрэнсис Дэвис в 20-х годах ХХ века начал исследовать, как облегчить рулевое управление и в 1926-м, базируясь на гидравлических системах, использовавшихся на морских судах, создал и продемонстрировал первую пригодную к серийному производству систему рулевого управления с гидроусилителем, с возможностью установки на легковые модели Cadillac.

dawis

Изобретатель ГУР Фрэнсис Дэвис

После этого Дэвис перешел на службу в General Motors и там занялся усовершенствованием своей разработки. Но автопроизводитель посчитал, что устройство получается слишком дорогим в производстве. В 1934 году Дэвис покинул GM и в 1936-м подписал контракт с производителем комплектующих для автомобилей — фирмой Bendix. К 1939 году было выпущено десять моделей гидравлических систем Дэвиса, но только две из них пошли в серию на экспериментальных версиях моделей марки Buick.

Тут-то и разгорелась Вторая мировая. У вооруженных сил появилась необходимость в облегчении управления тяжелыми машинами — бронеавтомобилями и тягачами-эвакуаторами. Работы Дэвиса нашли свое применение уже в 1940 году, когда началась установка ГУР Bendix-Davis на бронемашины Chevrolet, поставлявшиеся британской армии. К 1945 году по военным дорогам колесило не меньше 10 000 единиц техники, оборудованной ГУР.

Большинство современных автомобилей с усилителем имеют гидравлический усилитель рулевого управления, в котором насос, приводимый от двигателя автомобиля (источник энергии), создает давление в гидравлическом цилиндре (силовой элемент). Наиболее распространены гидроусилители, в которых силовой и распределительный элементы объединены с рулевым механизмом в одном корпусе (гидроруль). Поршнем гидроцилиндра в реечном рулевом механизме является рулевая рейка, в механизме винт-гайка—рейка-сектор-гайка. Управляющее устройство выполнено в виде золотника на входном вале механизма, который при прикладывании усилия к рулевому колесу поворачивается (или смещается), перекрывает определенные каналы для прохода жидкости и тем самым соединяет правую или левую полости гидроцилиндра с гидравлическим насосом. На некоторых автомобилях (многоосные, тяжелые грузовые) гидр

Рулевая колонка: конструкция и принцип работы

Один из элементов системы рулевого управления – рулевая колонка, на которой, собственно, и закреплен руль. Деталь это достаточно живучая, ломается редко, так что вполне может проработать столько же, сколько ездит сам автомобиль. Однако иногда и она выходит из строя, и тогда для адекватного ремонта нужно точно знать ее устройство и принцип работы.

Срок службы рулевой колонки во многом зависит от состояния смежных узлов. Поэтому лучшей профилактикой проблем будет поддержание автомобиля в технически исправном состоянии и своевременное устранение поломок.

Устройство, схема и принцип работы рулевой колонки

Назначение рулевой колонки – передавать поворот (крутящий момент) от рулевого колеса на рулевой механизм (рейку и редуктор либо датчик угла поворота). В принципе, изначально это довольно простое устройство, которое со временем усложнилось и получило дополнительные опции.

Функции рулевой колонки в современном автомобиле:

1. Основная – передача угла поворота от руля на рулевую рейку;
2. Демпфирование ударов и вибрации, которые не погасила подвеска;
3. Фиксация дополнительного оборудования – замка зажигания, устройства блокировки и т.д.;
4. Обеспечение безопасности при ДТП – рулевая колонка складывается при фронтальном столкновении, минимизируя возможные травмы водителя;
5. Регулировка положения для дополнительного удобства.

Устройство рулевой колонки

1 – муфта соединения; 2 – нижний крестовидный (карданный) шарнир; 3 – промежуточный вал; 4 – верхний крестовидный (карданный) шарнир; 5 – вал; 6 – передний (нижний) кронштейн крепления колонки; 7 – труба колонки; 8 – задний (верхний) кронштейн крепления колонки; 9 – посадочное гнездо замка зажигания.

Схема устройства рулевой колонки включает в себя несколько элементов:

1. Рулевой вал с карданным шарниром – основной несущий элемент. Благодаря шарниру вал может изменять положение без потери функциональности, он же служит дополнительным элементом безопасности;
2. Рулевой демпфер – небольшой амортизатор, гасящий колебания от дорожных неровностей. Помимо удобства он обеспечивает еще и лучшую управляемость;
3. Кожух – защитный пластиковый чехол, соединяющийся с рулевым валом с помощью подшипника;
4. Дополнительные элементы – замок зажигания, подрулевые переключатели, электрические контакты для них;
5. Противоугонный блокиратор;
6. Устройства регулировки положения;
7. Крепежные элементы.

Принцип работы очень прост:

1. При повороте руля основной вал рулевой колонки поворачивается на тот же угол;
2. Дополнительный вал, с которым рулевая колонка соединена карданным шарниром, поворачивается вместе с ней;
3. Далее крутящий момент переходит на рулевой механизм (шестерня-рейка) или считывается датчиком угла поворота;
4. Поворот передается на рулевую рейку, дополнительно усиливается ГУР или ЭУР;
5. От рейки через тяги поворачиваются колёса автомобиля.

Дополнительные функции – это, в основном, различные конструкторские решения для безопасности. Рулевая колонка может складываться за счет карданного шарнира, а также благодаря специально спроектированным точкам излома и деформации.

Регулировка рулевой колонки

Регулировка – это изменение положения руля, чтобы обеспечить максимальное удобство водителю. Колонку можно регулировать благодаря дополнительному валу: если бы она соединялась с рулевым механизмом напрямую, ее положение уже было бы невозможно изменить. Собственно, именно так и проектировались первые автомобили, и только спустя некоторое время конструкторы придумали, как обеспечить комфорт людям разного телосложения.

Основное, что нужно помнить — рулевую колонку нельзя регулировать во время движения. Даже совсем чуть-чуть. Автомобиль нужно остановить, и только тогда подгонять руль. Желательно, чтобы машина была максимально разгружена, без пассажиров в салоне и вещей в багажнике. И, конечно, стояла на ровной поверхности, не на горке. Тогда не придется еще десять раз регулировать руль.

Регулировка может включать как настройку «вылета» рулевой колонки так и устранение люфта, когда при повороте руля до определенного угла колёса не двигаются. Небольшой люфт выставляется специально, но при слишком неотзывчивом руле нужно провести регулировку.

1. Для регулировки «вылета» нужно найти рычаг фиксатора, он находится снизу под рулем. Нажатие на рычаг снимает фиксацию рулевой колонки, и ее можно подвинуть в удобное положение. После этого рычаг поставить на место и убедиться, что он действительно встал как надо.
   Регулировка вылета рулевой колонки (1 -рулевое колесо; 2 — рулевая колонка; 3 — рукоятка регулировки)

   Рекомендуемое расстояние от человека до рулевого колеса

2. Регулировка люфта делается с помощью затяжки винта на рулевом редукторе. Регулировочный винт нужно затягивать или отпускать, пока угол холостого (свободного) хода руля не будет около 10-15 градусов. Эта работа вполне под силу самому автовладельцу, для нее не нужно ни подъемника, ни специального оборудования, хватит отвертки и пары гаечных ключей.

Винт регулировки люфта рулевой колонки

На видео, ниже, подробно показано как сделать регулировку люфта рулевой колонки.

Регулировка рулевой колонки делается обычно после ТО (если нужно), ремонта каких-либо деталей рулевого управления, после изменения положения водительского сиденья, а также как необходимая мера при появлении сильного люфта.

Основные неисправности рулевой колонки, ремонт

Если не учитывать повреждения при ДТП, серьезных поломок у рулевой колонки практически не бывает. Основные неисправности – износ подшипников, сальников, втулок, крепежных элементов кронштейна, шлицевых соединений, карданных шарниров. Может расшататься защитный кожух, а также износиться резьба на верхнем валу, на которую крепится руль.

Неисправности обычно проявляются так: появляется стук, вибрация, люфт, иногда неприятный скрип и хруст при повороте. Часто стук и биение в рулевой колонке путают с поломкой рейки, но на самом деле можно обойтись более дешевым ремонтом.

В каких случаях рулевую колонку можно отремонтировать:

1. Износ подшипников. В этом случае подшипники можно заменить: разобрать колонку, снять (выбить) старый, запрессовать новый. Если есть инструменты и навык, сделать это можно самостоятельно;
2. Износ кардана (он же «крестовина»). Тут без вариантов – под замену идет вся колонка. Попутно необходимо выяснить, что привело к проблеме, и устранить причину;
3. Ржавчина на шлицевом соединении. Речь идет о шлицах карданного вала, который еще называют травмобезопасным. Причина появления ржавчины – влага на коврике под ногами водителя, которая протекает прямо на карданный вал. Если ржавчины немного, ее можно сошлифовать, если коррозия зашла далеко – придется менять весь узел.
4. Износ резьбы крепления руля. Причина чаще всего – ржавчина из-за повышенной влажности и слишком резкая манера вождения. В этом случае меняют вал, резьбу восстановить невозможно.

Разборка и самостоятельный ремонт рулевой колонки – задача не самая простая. Для этого нужны инструменты и оборудование, а далеко не у каждого автовладельца есть персональный гараж со всем необходимым. Так что если нет возможности менять запчасти на рулевой колонке самостоятельно, лучше обратиться в сервис. Работа «на коленке» себя не оправдывает ни затратами времени и сил, ни надежностью результата.

Как и любая другая деталь автомобиля, рулевая колонка будет работать долго, но для этого ей нужен нормальный сервис. Соблюдение простых правил эксплуатации позволит ей служить без каких-либо проблем. Сама конструкция колонки настолько простая и надежная, что сломать ее довольно сложно.

Поломки рулевых колонок с электроусилителем

Казалось бы, что интересного может быть в рулевой колонке? Ну валы, ну руль со всякими переключателями на один из них прицеплен, а на другой — рулевой механизм, а между ними связующее звено еще.

А если усложнить эту конструкцию электроусилителем? Так интереснее? Конечно. И проблем сразу больше. Вот об этом и поговорим сегодня.

Рулевая колонка: механическая и с электроусилителем

Даже самая обычная современная рулевая колонка, без всяких наворотов, — не такой уж простой узел. Она состоит из:

• Верхнего (рулевого) вала. С одной стороны к валу на резьбу крепится опорная гайка и руль, с другой — травмобезопасный вал через крестовину.
• Травмобезопасного вала (он же рулевой карданчик, он же промежуточный, он же телескопический вал) — соединяется через крестовины с верхним валом и валом распределителя в машинах с ГУР или шлицевым валом рейки.
• Крестовины соединяют валы между собой под углом до 15°, и благодаря этому освобождается подкапотное пространство.
• Верхнего и нижнего кожухов — защищают узел от грязи, влаги и, соответственно, коррозии и коротких замыканий (если в колонку интегрирован EPS).
• Замка и системы зажигания, подрулевых переключателей фар, дворников, поворотников и т.д.

Вроде бы все элементарно, однако рулевая колонка не так проста, как кажется. Вы можете удивиться, но она относится к системе пассивной безопасности — благодаря травмобезопасному рулевому валу, но о нем как-нибудь в другой раз.

Механическая рулевая колонка

Если же автомобиль оснащен электроусилителем, конструкция рулевой колонки усложняется:

• Верхний вал дополняется червячной передачей, которая передает усилие.
• Исполнительный механизм — включает в себя электродвигатель с медной обмоткой, механическую передачу, управляющую плату, щеточный узел, датчик угла поворота руля и контактную группу с кабелями.

Рулевая колонка с электроусилителем

Датчики ЭУР, ошибки check — что ломается в рулевых колонках?

Рулевая колонка с электроусилителем — электромеханический узел, поэтому и неисправности делятся на три группы: механические, электрические и электронные.

Что ломается по механической части:

• Изнашивается резьба на верхнем валу, куда крепится рулевое колесо. В большинстве случаев, это естественный процесс, хоть жизнь резьбы вполне может укоротить неумелый механик, установивший руль как попало. Руль при этом стучит и люфтит по оси (вперед-назад), в особо тяжелых случаях настолько ощутимо, что кажется практически неуправляемым.
• Опорная втулка или подшипник — в этом случае руль люфтит радиально, а еще может скрежетать и хрустеть. Вал размещен в корпусе, положение вала фиксирует опорная втулка и подшипник, который, кроме того, позволяет валу вращаться. Втулка и подшипник изнашиваются от естественного износа или из-за ржавчины, подшипник часто разбивается, если водитель резко и сильно налетел на препятствие.
• Заржавели крестовины, соединяющие валы агрегата. Вот эта неисправность уже пострашнее будет, потому что ржавые крестовины совершенно не способствуют передаче вращения от руля на валы. В совсем плохом случае руль не крутится вообще. В случаях попроще водитель просто слышит хруст где-то под торпедой, а руль хоть рывками, но вращается.
• Заржавели шлицевые соединения травмобезопасного вала. Самое неприятное последствие этой неисправности — руль может замереть в любой момент. Хотя, конечно, это не случится внезапно — при ржавых крестовинах руль сначала хрустит и скрипит, люфтит и только потом становится неконтролируемым. Причина коррозии шлицов — сами водители. Добрая половина водителей не удосуживается оббить снег с обуви зимой или воду осень/весной. Вода пробирается под педали и со временем разрушает соединения.  
• Разболтались крепления кронштейнов агрегата или/и защитные кожухи. Это сложно назвать неисправностью, но противно скрипящий пластик невероятно раздражает.

Опорная втулка рулевого вала

Неисправности электроусилителя, встроенного в рулевую колонку

Электроусилитель руля состоит из механических, электрических и электронных узлов. Если руль стал тяжелым или странно ведет себя (например, крутится рывками или “проваливается”), колеса реагируют на руль с запозданием, значит ЭУР работает некорректно. Совсем недвусмысленно на это намекают значки ошибки check на приборной панели: желтый, если что-то сбоит, а красный — если усилитель не работает вообще.

Итак, электроусилитель на колонке расположен на верхнем валу и состоит из:

• торсиона, встроенного между частями верхнего вала — он скручивается на определенный угол при повороте руля, а части вала смещаются относительно друг друга;
• датчика крутящего момента — “нанизан” на торсион (может быть объединен с датчиком угла поворота руля). Считывает угол, направление и силу поворота торсиона и передает данные в ЭБУ;
• ЭБУ обрабатывает информацию и рассчитывает силу и полярность тока, который нужно подать на электродвигатель усилителя;
• электродвигатель передает строго дозированное усилие на силовую передачу — в случае ЭУРа, встроенного в колонку, это червячная передача. Червяк передает усилие шестерне, которая выступает частью верхнего вала колонки, и дальше усилие передается по валам на рулевой механизм;
• кабелей питания и разъемов двигателя ЭУР и датчиков.

Что же ломается здесь?

В основном, неисправности касаются электроники. Датчик крутящего момента / угла поворота руля — очень точный и хрупкий элемент. Его слабые места — металлические детали и проводка. Показания датчика сбиваются, если не работает аккумулятор, смещен физический ноль, и т.д. Кроме того, датчик момента со временем “срабатывается” и начинает сбоить.

Датчик угла поворота руля в рулевой колонке

В большинстве случаев ремонт рулевой колонки с EPS сводится к:

• Калибровке датчиков. Мастер проверяет, в каком состоянии элементы, контролирующие положение датчика, а также осматривает все контакты. Если с этими элементами все в порядке, датчик подключают к спецоборудованию и калибруют в ноль и до оптимальных показателей.
• Замене датчиков электроусилителя — если проблему нельзя решить только калибровкой. В этом случае колонку разбирают, отключают питание, снимают двигатель ЭУРа. Новый датчик обязательно калибруют в ноль, при чем ноль физический должен соответствовать нулю программному. Программный ноль записывают в память ЭБУ.

Реже возникают проблемы с проводкой — окисляются контакты, появляется окалина и нагар, из-за чего проводка работает некорректно.

Проблемы с механическими узлами усилителя большая редкость. Дело в том, что ЭУР на рулевой колонке очень удачно расположен — под капотом, максимально далеко от дорожного покрытия с водой, снегом, грязью и реагентами. Поэтому коррозия и преждевременный механический износ ему не страшны. Нужно очень-очень постараться, чтобы развалить червячную передачу или вывести из строя электродвигатель.

Бонус: Мифы об электроусилителях на рулевых колонках

Главное заблуждение №1, которое мы часто слышим: EPS на рулевой колонке — самый дешевый из всех электроусилителей.

Рулевая колонка с ЭУР

Это неправда. Все усилители устроены +- одинаково и отличаются только:

• местом расположения — колонка или рейка;
• типом силовой передачи — червячная, с параллельным приводом, винт-шарики;
• компоновкой элементов.

Месторасположение усилителя зависит исключительно от конструкции автомобиля, технических требований и других тонкостей и особенностей производства, а никак не от класса авто.

Рулевая рейка с ЭУР

Заблуждение №2: снять и расшифровать ошибку check, откалибровать датчики можно самостоятельно.

Теоретически можно. Но не нужно — что уже сотни раз доказано на практике. Даже если вы найдете ошибку с помощью спионеренного ПО и подручных средств, расшифровать и корректно сбросить ее не получится. Нет, опять же теоретически, ошибку check сбросить вполне реально. Но потом пеняйте на себя, потому что скупой платит дважды. И хорошо, если только деньгами.

Если заметили непорядок с колонкой или электроусилителем, езжайте на сервис, где есть электротехнический отдел. Потому что, чтобы корректно отремонтировать рулевую колонку EPS, мозгов и правильно растущих рук, к сожалению, недостаточно — нужно еще специальное оборудование и программное обеспечение.

Электрическая рулевая колонка | Рулевое управление

В настоящее время все системы рулевого привода с усилителем, находящиеся в серийном производстве, поддерживают механическую связь между передними колесами транспортного средства и рулем. Если система поддержки, будь она электрической или гидравлической, откажет, механическая связь все еще сохраняет работоспособность как резервная. Более того, действующие сегодня инструкции требуют обязательного наличия такой механической связи. Однако жесткая механическая связь — это доминирующий недостаток, поскольку он влияет на характеристики функционирования системы. Проблемы типа шума, вибрации и низкочастотного громыхания (noise, vibration, harshness — NVH), и склонности приводить к авариям — все это следствия данной жесткой системы.

Успехи в мехатронных системах означают, что жесткая механическая связь может быть заменена проводами. Автомобили с электрической колонкой преобразуют вращение руля в поворот передних колес, используя датчики и привод, управляемый с помощью электроники, вместо обычной рулевой стойки. Обратная связь для водителя — важная особенность рулевой системы — создается при помощи привода обратной силы, размещаемого позади руля. Пункт инструкции о жесткой связи заменяется требованиями к системе в целом.

Рис. Компоновка отказоустойчивой системы электрической рулевой колонки (источник: TRW Automotive)

Понятно, что развитие систем электрического руля определяется надежностью используемых компонентов. Сейчас ведется много разработок по «архитектуре системы, толерантной к отказам», то есть отказоустойчивым системам. Целью работ является достижение потока фатальных отказов менее 10^-7 в час рабочего времени. Этот показатель не может быть достигнут в настоящее время при использовании одноканальных электронных блоков управления (ECU). Чтобы получить «уровень целостности» (integrity value), сопоставимый с таковым с системами с механической связью, электрическая рулевая колонка должна быть в состоянии игнорировать одиночные электрические или электронные ошибки в любой из ее подсистем. Она должна также включать метод обнаружения этих ошибок. Такая толерантность, похоже, исключила бы возможность внезапного фатального отказа. Однако соответствующая обработка ошибки может привести к ограничению скорости транспортного средства, а в критических условиях она препятствовала бы автомобилю стронуться с места.

Обратная связь с передачей усилия на рулевое колесо, как принято считать, является менее критической в смысле безопасности. Однако для высокоскоростного пассажирского автомобиля может быть критическим время реакции водителя. По этой причине привод обратной силы должен также быть частью отказоустойчивой системы. Полная архитектура системы рулевой колонки, толерантной к отказам, должна иметь значительную избыточность. Другими словами, это означает, что почти все компоненты дублируются и должны быть обеспечены отказоустойчивой системой электропитания.

Рис. Архитектура системы электрической рулевой колонки (источник: TRW Automotive)

На рисунке приводы «обратной силы» помечены символами HWA, а приводы «рулевой стойки» — символами FAA. Электронный блок управления рулем (CECU) содержит два идентичных ECU. Индексы М и S относятся соответственно к двигателям и датчикам.

Электропитание является критическим фактором для любой системы X-by-wire. Автомобиль среднего размера будет требовать пиковой выходной мощности приблизительно 1000 Вт для работы рулевой колонки с максимальным качеством. Общее потребление энергии относительно низко, но из-за пиковой нагрузки большинство систем разрабатывается с расчетом на источник 42 В. Блок управления в случае необходимости может работать и при 14 В. Сценарий в настоящее время таков — блоки электропривода будут требовать дублированных источников 42 В, a ECU — дублированных источников 42/14 В.

Многие преимущества, которые способны обеспечить электрические рулевые колонки, дают основание предположить, что они станут доступны в ближайшее время. Компания TRW Automotive, известный и уважаемый OEM-производитель, обещает, что электрические рулевые колонки будут готовы к производству к 2007 г.

Виды рулевых колонок

У вас износилась рулевая, но вы не знаете, как найти подходящую для замены? В этой статье мы расскажем основные аспекты, которые помогут вам купить подходящую замену. Помните, что самым простым, самым точным и самым эффективным способом узнать какая рулевая вам нужна является сверка с мануалом к вашей раме.

В статье рассмотрены следующие вопросы:

1. Виды рулевых

1.1 Выносные чашки

1.2 Полуинтегрированные

1.3 Интегрированные

1.4 Конические

2. Размерность и совместимость

3. Выводы

Для читателей нашего блога действует скидка 10% по промокоду blog-BB30
на все аксессуары для рулевых колонок, представленные в нашем магазине

Виды рулевых

Существует несколько видов рулевых, отличающихся посадочным местом в раме. Определить какая рулевая установлена у вас обычно можно просто взглянув на неё.

 

С выносными чашками (EC)

Обычно такие рулевые маркируются надписью ЕС, от английского External Cup – внешняя чашка. Часто такие рулевые называют Traditional, то есть традиционные. Рулевые с выносными чашками, как правило, устанавливаются на велосипеды с 1” или 1”-1/8 вилками. Такая рулевая позволяет использовать больший подшипник и большие чашки в узкой рулевой трубе, что положительно влияет на её износостойкость. Из-за высоких чашек минусом данной рулевой можно назвать необходимость использовать вилку с более длинным штоком, и влияние такой рулевой на геометрию велосипеда (увеличивается расстояние от нижней части рамы до короны вилки). Внутри могут быть насыпные, сепараторные и промышленные подшипники. Чашки рулевой запрессовываются внутрь рамы.

 

 Полуинтегрированные рулевые (ZS)

Маркировка на чашке ZS, от английского Zero Stack – нулевое нагромождение. Так же называются Integral. В таких рулевых подшипник и чашка находятся внутри рулевой трубы. Рулевые такого типа позволяют установить вынос ниже и практически не влияют на геометрию велосипеда. Внутри используются промышленные подшипники. Чашки рулевой запрессовываются внутрь рамы.

 

Интегрированные рулевые (IS)

Маркировка IS, от английского Integrated Headset – интегрированная рулевая. Можно встретить название Integrated. По сути роль чашки здесь выполняет рулевой стакан. Внутрь вкладываются промподшипники. Плюсы такого стандарта – это минимальный вес и никаких проблем с установкой.

 

Конические рулевые

Так же называются Tapered.  Такие рулевые сделаны специально для установки вилок с конусным штоком. О вилочных штоках мы уже писали в этой теме, заглядывайте, если хотите узнать чуть больше. Рулевая труба у рам такого стандарта напоминает «грушу». Всё бы ничего, но разные производители делают разные посадочные места под нижнюю чашку, У Trek один стандарт, у Scott/Lapierre другой, а у Giant третий.

 

Размерность и совместимость

Увы, но внешний вид — это только вершина айсберга. Чтобы не прогадать с рулевой нужно измерить посадочное место и чашку старой рулевой. Сделать это можно при помощи штангенциркуля. На рисунках ниже собраны самые актуальные данные по размерам и совместимости рулевых.

 

Выводы

Такое разнообразие стандартов приносит не только головную боль при выборе рулевой, а и позволяет установить в 1.5” стакан вилку с 1”1/8 штоком, или в Tapered стакан поставить 1”1/8, то есть даёт неплохое место для манёвра при выборе вилки.

Наиболее актуальным стандартом сейчас считается полуинтегрированная рулевая, поэтому если вы собрались обзавестись новой рулевой, то есть смысл присмотреться именно к этому типу.

Для читателей нашего блога действует скидка 10% по промокоду blog-BB30
на все аксессуары для рулевых колонок, представленные в нашем магазине

Видео по теме:

Рулевое колесо: описание,назначение,устройство,фото,видео | АВТОМАШИНЫ

Измене­ние направления движения автомобиля осуществляется поворотом относитель­но его продольной оси управляемых ко­лес, которыми, как правило, являются передние колеса.

Вследствие поворота управляемых ко­лес вектор скорости каждого из них, па­раллельный продольной оси автомоби­ля, перестает совпадать с плоскостью вращения колес. В результате в контак­те колес с дорогой возникают боковые силы, перпендикулярные плоскости вра­щения колес. Эти боковые силы застав­ляют управляемые колеса и автомобиль в целом отклоняться от прямолинейно­го движения и совершать поворот.

Руле­вое управление обеспечивает необходи­мое направление движения автомобиля путем раздельного и согласованного по­ворота его управляемых колес. Сово­купность механизмов, служащих для по­ворота управляемых колес, называется рулевым управлением.

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. При неподвижной передней оси изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом передних управляемых колес.

Рулевое управление со­стоит из рулевого колеса, соединенного валом с рулевым механизмом, и руле­вого привода. Иногда в рулевое упра­вление включен усилитель.

Рулевым механизмом называют замедляющую передачу, преобразующую вращение вала рулевого колеса во вра­щение вала сошки. Этот механизм уве­личивает прикладываемое к рулевому колесу усилие водителя и облегчает его работу.

Рулевым приводом называют систему тяг и рычагов, осуществляющую в сово­купности с рулевым механизмом пово­рот автомобиля.

Для того чтобы при движении автомобиль совершил поворот без бокового скольжения колес, все они должны катиться по дугам разной длины, описанным из центра поворота “ О ” (рис.1). При этом передние управляемые колеса должны поворачиваться на разные углы. Внутреннее по отношению к центру поворота колесо должно поворачиваться на угол альфа-В, наружное — на меньший угол альфа-Н. Это обеспечивается соединением тяг и рычагов рулевого привода в форме трапеции. Основанием трапеции служит балка переднего моста автомобиля, боковыми сторонами являются левый и правый поворотные рычаги, а вершину трапеции образует поперечная тяга, которая соединяется с рычагами шарнирно. К рычагам жестко присоединены поворотные цапфы колес.

Содержание статьи

Рулевая колонка

Промежуточным звеном между рулевым колесом и механизмом является рулевая колонка, представленная рулевым валом. Часто он является шарнирным, что позволяет рациональнее использовать рулевое управление автомобиля и применять откидывающуюся кабину для грузовых автомобилей. Более того, шарнирный вал уменьшает травмоопасность колонки, уменьшая смещение рулевого колеса внутрь салона при аварии, не допуская сильного травмирования грудной клетки водителя.

Также в него могут быть встроены сминаемые элементы, складывающиеся при фронтальном ударе. А для защиты от угона может использоваться механическая или электрическая блокировка. Однако она не только защищает, но и порождает весьма неприятные неисправности рулевого управления. При окислении контактов в блоке elv возможно возникновение ложных сигналов блокировки. Самостоятельно производить замену не рекомендуется, поскольку происходит полная перепрошивка системы безопасности (даже для ключей, поэтому их надо будет принести с собой).

Рулевой механизм

От колонки усилие передается рулевому механизму (червячному, винтовому или реечному), который усилие увеличивает и передает приводу. Самый распространенный из них – реечный, т. к. большинство легковых автомобилей оборудовано именно им. Он состоит из:

1. Рулевой рейки.

2. Рулевых тяг.

3. Рулевого наконечника.

При вращении рулевого колеса усилие передается на шестерню, приводящую в действие рейку. Она, в свою очередь, поворачивается направо или налево, в зависимости от направления поворота рулевого колеса. При движении рейки поворачиваются и рулевые тяги и поворачивают колеса.

Реечный механизм отличает простота, надежность, жесткость и высокий КПД. В то же время он очень чувствителен к ударным нагрузкам от неровных поверхностей и склонен к вибрациям. Из-за вышеописанных особенностей подобная схема используется в основном на легковых автомобилях с передним приводом и независимой подвеской.

Существует и другая система рулевого управления, а именно – с червячным механизмом. Она состоит из глобоидного червяка (стержня с резьбой и переменным диаметром), соединенного с валом, и ролика. При вращении руля ролик обкатывает червяк, который вращает ведомую шестерню, приводящую в движение сошку. Она же, в свою очередь, перемещает рулевые тяги и с их помощью происходит поворот колес.

Червячный механизм намного сложнее реечного (и, естественно, дороже в производстве), наличие большого количества соединений требует периодической регулировки, однако он менее чувствителен к ударным нагрузкам и обеспечивает большие углы поворота управляемых колес. Как следствие, заметно возрастает маневренность. Он применяется на легковых автомобилях повышенной проходимости, автобусах и небольших грузовых автомобилях. Также червячные механизмы устанавливались на старых отечественных автомобилях (подобное рулевое управление «ВАЗ» использовал при создании модели «Жигули»).

И, наконец, последний вид рулевых механизмов – винтовой. В его конструкцию входят:

— винт на валу рулевого колеса;

— перемещающаяся по винту гайка;

— нарезанная на гайке зубчатая рейка;

— соединенный с гайкой зубчатый сектор;

— рулевая сошка.

Винт и гайка соединяются с помощью шариков, что ведет к заметно меньшему износу.

При повороте руля винт вращается, перемещая гайку, шарики начинают циркулировать, в то время как гайка (с помощью рейки) перемещает зубчатый сектор. Вследствие этого перемещается сошка, и, как вы уже успели догадаться, с помощью тяг осуществляется поворот колес.

Этот механизм рулевого управления устанавливается на тяжелые грузовые автомобили и машины представительского класса.

ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА РУЛЕВОГО КОЛЕСА – ПРИЗНАК «УМНОГО» АВТОМОБИЛЯ

Одним из ярких примеров возложения на рулевое управление множества дополнительных функций является установка датчика угла поворота рулевого колеса. Для серийных автомашин практически всех именитых зарубежных марок, такой девайс стал очень необходимым. Ведь вращение руля связано с огромным количеством электронных устройств.

Устанавливается датчик в блоке подрулевого управления, иногда инсталлируется в рулевой механизм. Это устройство помогает получить информацию о направлении движения автомобиля, скорости вращения вала и так далее.

Сведения от датчика угла поворота, помогают в работе:

• системе курсовой устойчивости;
• круиз-контролю;
• электрогидравлическому и электромеханическому усилителю руля;
• активной подвеске;
• активному рулевому управлению.

Конструкторами разработано множество совершенно разных по устройству и принципу работы, датчиков угла поворота рулевого колеса. Независимо от конструкции от этого устройства в значительной степени зависит комфорт и безопасность водителя и пассажиров.

Червячный тип рулевого механизма

Это самый древний тип рулевого управления. Система состоит из картера со встроенным винтом, получившим название «червяк». «Червяк» напрямую соединяется с рулевым валом. Помимо винта, в системе присутствует еще один вал с роликом-сектором. Вращение руля приводит к вращению «червяка» и последующему вращению ролика-сектора. К ролику-сектору присоединена рулевая сошка, связанная посредством шарнирного управления с системой тяг.

В результате работы этой системы тяг управляемые колеса поворачиваются, и автомобиль изменяет направление движения. Червячный тип рулевого механизма имеет ряд недостатков. Во-первых, это большая потеря энергии за счет большого трения внутри механизма. Во-вторых, отсутствует жесткая связь между колесами и рулем. В-третьих, для того, чтобы изменить направление движения, нужно обернуть руль несколько раз, что не только выглядит несовременно, но и не соответствует существующим в мире стандартам управления. В настоящее время устройства червячного типа используются только в российских УАЗах, ВАЗах с задним приводом и ГАЗах.

1. рулевой механизм;
2. уплотнитель;
3. карданный шарнир;
4. рулевой вал;
5. труба рулевой колонки;
6. контактное кольцо;
7. гайка;
8. рулевое колесо;
9. подшипник;
10. рулевая сошка;
11. шарнир наконечника боковой тяги;
12. поворотный рычаг;
13. стяжной хомут;
14. регулировочная трубка;
15. шарнир тяги сошки;
16. боковая тяга;
17. шарнир боковой тяги;
18. тяга сошки;
19. наконечник рулевой тяги;
20. шарнир маятникового рычага;
21. маятниковый рычаг;
22. кронштейн маятникового рычага;
23. резьбовая заглушка;
24. коническая пружина;
25. опорная пята;
26. проушина тяги;
27. корпус шарнира;
28. пластмассовая распорная втулка;
29. резиновый уплотнитель шарнира боковой тяги;
30. проушина поворотного рычага или тяги сошки;
31. шаровой палец;
32. гайка пальца шарнира;
33. шплинт резьбовой заглушки;
34. пластмассовый сухарь;
35. резиновый уплотнитель шарнира тяги сошки;
36. металлическая распорная втулка;
37. палец маятникового рычага;
38. гайка пальца маятникового рычага;
39. втулка;
40. резиновая защитная втулка;
41. резиновая защитная втулка.

 

Винтовой механизм по-другому называют «винт-шариковая гайка». Разрабатывая эту систему, конструкторы заменили «червяка» специальным винтом с присоединенной к нему шариковой гайкой. На внешней стороне гайки располагаются зубья, которые и входят в контакт с таким же, как и в предыдущей системе, роликом-сектором.

Для того чтобы уменьшить трение, разработчики предложили разместить между роликом-сектором и гайкой шариковые каналы. Благодаря такому решению удалось значительно уменьшить трение, увеличить отдачу и облегчить управление. Однако наличие все той же сложной системы тяг, большие размеры и неудобная форма винтового механизма привели к тому, что винтовая система была признана также неприспособленной к современным условиям. Однако некоторые известные автопроизводители до сих пор используют механизм «винт-шариковая гайка» при изготовлении машин с продольным двигателем.  Подобные механизмы имеют автомобили Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero  и другие.

«Слабые звенья» рулевого управления

Как и любой другой механизм, рулевое управление время от времени ломается. Опытный водитель прислушивается к своему автомобилю и может определить наличие той или иной неисправности по характерным звукам.

Например, стуки или увеличение люфта рулевого колеса могут свидетельствовать о том, что в рулевом механизме ослаблено крепление картера, кронштейна маятникового рычага или рулевой сошки. Также это может быть признаком того, что шарниры рулевых тяг, передающая пара или втулка маятникового рычага пришли в негодность. Эти неисправности можно устранить при помощи нехитрых манипуляций: замены износившихся деталей, регулировки зацеплений или креплений.

В том случае, если при вращении руля ощущается чрезмерное сопротивление, можно говорить о том, что нарушилось соотношение углов установки передних колес или зацепление передающей пары. Также руль может туго двигаться при отсутствии смазки в картере. Следует устранить данные недостатки: долить смазку, сбалансировать углы установки, отрегулировать зацепление.

Измерение и регулировка люфта

Под рулевым люфтом имеется в виду расстояние, преодолеваемое рулем «свободно» (т. е. без отклика системы – поворачивания колес). Обычно для его измерения используется специальный прибор – люфтометр, но можно это сделать и с помощью обычного штангенциркуля.

Ход работы:

1. Установите машину на ровную и не скользкую площадку.

2. Выставляем колеса так, как будто машина движется по прямой

3. Поворачиваем руль до тех пор, пока колеса не начнут двигаться.

4. Делаем на рулевом колесе пометку (мелом, изолентой и т. д.)

5. Затем вращаем в другую сторону и делаем еще одну пометку

6. Измеряем расстояние между метками штангенциркулем

Для каждого автомобиля существует свое предельное значение люфта, при превышении которого следует провести немедленную регулировку, иначе вскоре вас ждет ремонт рулевого управления.

Настройка производится с помощью винтов усиления шарниров карданчиков, которые находятся в рулевом валу.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

• Новый Audi Q2 2016-2017 описание технические характеристики фото видео
• Golf VII (лифтинг 2016) технические характеристики
• Фольксваген каравелла Т6 2016 комплектации и цены обзор описание характеристики фото видео.
• Фольксваген T-Cross 2019: двигатели,опции,оборудовании,технологии,фото,обзор
• Бмв x5 2019: обзор,фото,комплектации,цена,характеристики
• Порше Панамера 2019: обзор,характеристики,комплектации,цены,фото
• Ауди Q3 2019 года: обзор,фото,характеристики,комплектации,цена
• Мерседес Майбах 2019 года: описание,обзор,фото,характеристики,цена
• Мерседес Гелендваген G-class — 2019 года: характеристики,комплектации,цена,фото
• Опель Корса 2019 года: характеристики,цена,фото ,комплектация
• Опель Астра gtc 2019 года: технические характеристики,цена,фото,внешний вид
• Тонировка авто: виды пленок и как наклеить самому
• Хендай Солярис 2019 года: комплектация,цена,характеристики,фото,описание
• 15 Самых дорогих внедорожников в мире
• Фольксваген Тигуан 2019 года:описание,обзор,характеристики,фото

Механизм изменения наклона и высоты рулевой колонки

Рис. 5.8. Механизм изменения наклона и высоты рулевой колонки

Механизм изменения наклона и высоты состоит следующих деталей и узлов: рычаг, устройство блокировки, кронштейн, эксцентриковые фиксаторы и алюминиевый корпус.

Для изменения высоты использовано шлицевое соединение рулевой колонки с главным валом.

Применение алюминиевого корпуса позволяет повысить эффективность фиксации рулевой колонки.

Зона фиксации (эксцентриковые фиксаторы) смещена к центру рулевой колонки для сглаживания формы нижней части, о которую при столкновении могут удариться ноги водителя.

Рулевая колонка зафиксирована

При фиксации механизма изменения высоты и наклона рулевой колонки путем перевода рычага в положение В эксцентриковые фиксаторы расклинивают корпус относительно кронштейна. Благодаря этому рулевая колонка надежно фиксируется в угловом и осевом направлениях.

Рулевая колонка не зафиксирована

При ослаблении механизма изменения высоты и наклона рулевой колонки путем перевода рычага в положение А эксцентриковые фиксаторы позволяют корпусу перемещаться относительно кронштейна. Благодаря этому ослабляется фиксация рулевой колонки и можно изменять ее наклон и высоту.

Травмобезопасная конструкция

Энергия удара поглощается в результате деформации ограничительной пластины (демпфера).

В поглощении энергии удара участвуют следующие элементы конструкции: ограничительная пластина, кронштейн, фиксаторы, перемещающиеся друг относительно друга главный и промежуточный валы.

Промежуточный вал установлен в главный вал с натягом, благодаря чему энергия удара поглощается в процессе взаимного перемещения валов.

Травмобезопасный разрушающийся при ударе кронштейн, применявшийся в предыдущих моделях, для усиления панели приборов заменен усиленным.

Алюминиевый корпус удерживает корпус рулевой колонки в зафиксированном состоянии. При смещении корпуса рулевой колонки в результате столкновения энергия удара поглощается силой трения.

Первичные последствия столкновения

Рис. 5.9. Первичные последствия столкновения

При смещении механизма рулевого управления в результате удара (первичные последствия) промежуточный вал входит в основной, благодаря чему рулевая колонка на меньшую длину проникает в салон.

Вторичные последствия столкновения

Рис. 5.10. Вторичные последствия столкновения

Энергия удара, передаваемая на рулевое колесо при столкновении (вторичные последствия удара), поглощается рулевым колесом и подушкой безопасности водителя. Кроме того, энергия удара поглощается силой трения, возникающей при смещении корпуса рулевой колонки при изменении высоты. В этот момент ограничительная пластина деформируется и тоже поглощает энергию удара. Такая схема последовательного поглощения энергии удара позволяет свести к минимуму вторичные последствия столкновения.

Электросистема блокировки рулевой колонки

На предыдущих моделях для разблокирования рулевой колонки водитель должен был вставить ключ в замок зажигания. Новые модели оборудуются кнопкой запуска двигателя, поэтому разблокирование рулевой колонки выполняет электродвигатель по команде электронного блока управления механизма блокировки рулевой колонки. Для блокировки рулевой колонки необходимо выключить двигатель и вынуть ключ из замка зажигания.