Рульовий механізм. Сошка рульового управління - що робити, якщо вона зламалася

Малюнок 1. Рульове управління

1 – бічна тяга; 2 - сошка; 3 – середня тяга; 4 - маятниковий важіль; 5 - регулювальна муфта; 6 - нижній шаровий шарнір передньої підвіски; 7 - правий поворотний кулак; 8 - верхній шаровий шарнір передньої підвіски; 9 - правий важіль поворотного кулака; 10 - підшипник верхнього валу рульового керування; 11 - кронштейн кріплення валу рульового керування; 12 - труба кронштейна кріплення валу рульового керування; 13 - верхній вал кермового управління; 14 - кронштейн маятникового важеля; 15 - вісь маятникового важеля; 16 - картер кермового механізму; 17 - ущільнювач валу; 18 - вал черв'яка; 19 - карданний шарнір; 20 - проміжний вал кермового управління; 21 - облицювальний кожух; 22 - важіль перемикача склоочисників та змивачів вітрового скла та блок-фари; 23 - важіль перемикача світла фар; 24 - важіль перемикача вказівок повороту; 25 - рульове колесо; 26 - фіксуюча пластина передка кронштейна; 27 - стяжний болт кріплення карданного шарніра; 28 - лонжерон кузова

Особливості пристрою

На автомобілі ВАЗ-2105 встановлюється рульове керування черв'ячним редукторомта травмобезпечною рульовою колонкою. Вал рульового управління є складовим, складається з верхнього 13 (малюнок 1) та проміжного 20 валів. Верхній вал 13 та вал 18 черв'яка з'єднуються між собою проміжним валом 20 з карданними шарнірами на кінцях. Шарніри на голчастих підшипниках конструктивно є нероз'ємними.

Верхній вал встановлюється в трубі кронштейна 11 на двох підшипниках голок з гумовими втулками. Підшипники у трубі завальцьовані. Кронштейн 11 закріплюється до кронштейна панелі кузова в чотирьох точках: знизу болтами з фіксуючими пластинами 26, зверху - на болтах приварних гайками з шайбами.

У разі лобового зіткнення краю фіксуючих пластин деформуються і проскакують крізь отвори кронштейна 11. За рахунок можливості складання валу рульового управління рульове колесо йде з зони грудної клітини водія. Це знижує ймовірність та тяжкість його травмування.

Вал хробака, у цього типу кермового управління, має велику довжину. У нижній частині валу черв'яка, а також на торці картера 7 (малюнок 2) рульового механізму виконані мітки у вигляді рисок "В" і "С", при збігу яких ролик вала сошки встановлюється посередині черв'яка. При цьому маточина рульового колеса повинна розташовуватися горизонтально.

Малюнок 2. Розріз картера кермового механізму

1 - пластина регулювального гвинта валу сошки; 2 – регулювальний гвинт валу сошки; 3 – гайка регулювального гвинта; 4 – пробка маслоналивного отвору; 5 – кришка картера механізму; 6 – черв'як; 7 – картер кермового механізму; 8 – сошка; 9 – гайка кріплення сошки до валу; 10 - пружинна шайба гайки кріплення сошки; 11 - сальник вала сошки; 12 – бронзова втулка валу сошки; 13 - вал сошки; 14 - ролик валу сошки; 15 - вал черв'яка; 16 - верхній шарикопідшипник; 17 – нижній шарикопідшипник; 18 – регулювальні прокладки; 19 – нижня кришка підшипника черв'яка; 20 - вісь ролика; 21 - голчастий підшипник; 22 - сальник валу черв'яка; В, С – мітки А – збіг міток

Картер кермового механізму прикріплюється до лівого лонжерона 28 кузова автомобіля з внутрішньої сторонивідсіку двигуна трьома болтами.

У картері 7 (малюнок 2) знаходиться черв'як 6, який знаходиться в зачепленні з двогребеневим роликом 14 валу 13 сошки. Передавальне число черв'ячної пари 16,4. Черв'як обертається у верхньому 16 та нижньому 17 підшипниках, кульки яких розташовані на бігових доріжках торців черв'яка. Осьовий зазор у підшипниках черв'яка регулюється підбором прокладок 18 між картером і кришкою 19. Вал сошки обертається у двох втулках 12, запресованих у картер кермового механізму. На верхньому кінці валу, на голчастому підшипнику обертається ролик 14, а на нижній кінець валу, що має конічні шліци надягається сошка 8 і кріпиться гайкою 9. У шліцевому отворі сошки зроблено дві здвоєні западини, а на валу виконані два здвоєні виступи. Тому сошку можна встановити на вал лише в одному положенні.

Зачеплення ролика з хробаком регулюється гвинтом 2. Осьовий зазор між головкою гвинта і пазом валу усувається підбором регулювальних пластин 1.

Рульовий привід включає три тяги - середню 3 (малюнок 1) і дві крайні 1, а також сошку 2, маятниковий важіль 4 з кронштейном 14 і поворотні важелі 9 поворотних кулаків 7. Середня тяга виготовлена ​​цільною. Вона має по кінцях кульові шарніри для з'єднання з маятниковим важелем та рульовою сошкою. Кожна бічна тяга конструктивно складається з двох наконечників з різьбленням, з'єднаних між собою муфтою регулювання 5. Муфти фіксуються на тягах за допомогою стяжних хомутів. Обертанням муфти 5 регулюється довжина бічної тяги при регулюванні сходження передніх коліс. Наконечники крайніх тяг за допомогою шарнірів приєднуються до важелів поворотних 9 кулаків, до маятникового важеля 4 і до рульової сошки 2.

Кульовий шарнір тяг складається із сталевого пальця, сферична головка якого охоплюється конічним розрізним пластмасовим вкладишем, який підтискається пружиною до корпусу, за рахунок цього створюється натяг у з'єднанні пальця з вкладишем і наконечником тяги.

Кронштейн 14 (див. малюнок 1) маятникового важеля закріплений двома болтами до правого лонжерону кузова автомобіля, навпроти картера кермового механізму. У кронштейні встановлені дві пластмасові втулки, у яких обертається вісь. Торцеве ущільнення втулок забезпечується ущільнювачами та шайбами.

До складу кермового механізму входить кермо, вал, укладений в кермову колонку, і кермовий редуктор, пов'язаний з кермовим приводом. Рульовий механізм дозволяє зменшити зусилля, що прикладається водієм до кермового колеса для подолання опору, що виникає при повороті керованих коліс машини внаслідок тертя між шинами та дорогою, а також деформації ґрунту під час руху ґрунтовими дорогами.

Рульовий редуктор є механічною передачею (наприклад, зубчастою), встановленою в корпусі (картері) і має передавальне число 15 - 30. Рульовий механізм зменшує зусилля, що прикладається водієм до кермового колеса, пов'язаного за допомогою валу з редуктором, стільки разів. Чим більше передатне відношення кермового редуктора, тим легше водієві повертати керовані колеса. Однак зі збільшенням передавального числа кермового редуктора для повороту на деякий кут керованого колеса, пов'язаного через деталі приводу з вихідним валом редуктора, водієві необхідно повернути кермо на більший кут, ніж при малому передавальному числі. Під час руху ТС з високою швидкістю важче здійснювати різкий поворот під великим кутом, оскільки водій не встигає повертати кермо.

Передавальне відношення кермового редуктора:

Up = (ap/ac) = (pc/pp)
де ар і ас - кути повороту відповідно кермового колеса та вихідного валу редуктора; Рр, Рс - зусилля, прикладене водієм до кермового колеса, та зусилля на вихідній ланці кермового механізму (сошці).

Так, для повороту сошки на 25 ° при передавальному відношенні рульового редуктора, що дорівнює 30, рульове колесо необхідно повернути на 750 °, а при Up = 15 - на 375 °. При зусиллі на кермовому колесі 200 Н і передавальному відношенні Up = 30 водій на вихідній ланці редуктора створює зусилля 6 кН, а при Up = 15 - у 2 рази менше. Доцільно мати змінне передатне відношення кермового механізму.

При малих кутах повороту рульового колеса (не більше 120°) переважно велике передатне відношення, що забезпечує легке та точне керування автомобілем під час руху з високою швидкістю. При низьких швидкостях мале передатне відношення дозволяє при невеликих кутах повороту кермового колеса отримувати значні кути повороту керованих коліс, що забезпечує високу маневреність автомобіля.

Вибираючи передатне відношення кермового механізму, виходять з того, що керовані колеса повинні повертатися з нейтрального положення на максимальний кут (35 ... 45 °) не більше ніж за 2,5 обороту кермового колеса.

Кермові механізми можуть бути кількох типів. Найбільш поширеними з них є «черв'як-трьохгребневий ролик», «черв'як-шестірня» та «гвинт-кулькова гайка-рейка-шестірня». Шестерня у кермовому механізмі виконана у вигляді сектора.

Рульовий механізм перетворює обертальний рух рульового колеса на кутове переміщення рульової сошки, встановленої на вихідному валу рульового редуктора. Рульовий механізм під час руху повністю завантаженого автомобіля, як правило, повинен забезпечувати зусилля на обід рульового колеса не більше 150 Н.

Кут вільного повороту рульового колеса (люфт) для вантажних автомобілів зазвичай не повинен перевищувати 25 ° (що відповідає довжині душ 120 мм, виміряної по обіду рульового колеса) при русі вантажного автомобіля по прямій. Для автомобілів інших типів люфт рульового колеса інший. Люфт виникає через знос в експлуатації деталей рульового управління та розрегулювання рульового механізму та приводу. Для зменшення втрат на тертя та захисту деталей рульового редуктора від корозії у його картер, укріплений на рамі машини, заливають спеціальну трансмісійну олію.

При експлуатації ТС необхідно регулювати кермовий механізм. Регулювальні пристрої рульових редукторів призначені для усунення, по-перше, осьового люфта рульового валу або провідного елемента редуктора, а по-друге - люфта між провідним та веденим елементами.

Розглянемо конструкцію кермового механізму типу «глобоїдальний черв'як-трьохгребневий ролик».

Мал. Рульовий механізм типу «глобоїдальний черв'як-трьохгребневий ролик»:
1 – картер рульового редуктора; 2 - головка, рала кермової сошки; 3 - тригребневий ролик; 4 – регулювальні прокладки; 5 – черв'як; 6 - кермовий вал; 7 – вісь; 8 – підшипник валу сошки; 9 – стопорна шайба; 10 - ковпачкова гайка; 11 - регулювальний гвинт; 12 – вал сошки; 13 - сальник; 14 - рульова сошка; 15 – гайка; 16 – бронзова втулка; h - регульована глибина зачеплення ролика з хробаком

Глобоїдальний черв'як 5 встановлений в картері 1 рульового редуктора на двох конічних роликових підшипниках, добре сприймають осьові зусилля, що виникають при взаємодії черв'яка з тригребневим роликом 3. Черв'як, напресований на шліці, наявні на кінці рульового валу 6, забезпечує Завдяки тому, що дія навантаження розосереджена по кількох гребенях в результаті їх контакту з черв'яком, а також заміні тертя ковзання в зачепленні значно меншим тертям кочення досягається висока зносостійкість механізму і великий ККД.

Вісь ролика закріплена в головці 2 валу 12 рульової сошки 14, а сам ролик встановлений на голчастих підшипниках, що зменшують втрати при прокручуванні ролика щодо осі 7. Опорами валу рульової сошки є, з одного боку, роликовий підшипник, а з іншого - бронзова втулка з шпильками 7 і бронзових втулок. гайкою 15. Для ущільнення валу сошки застосовується сальник 13.

Зачеплення черв'яка з гребенями здійснюється таким чином, що при положенні, що відповідає прямолінійному руху машини, вільний хід рульового колеса практично відсутній, а в міру збільшення кута повороту рульового колеса він зростає.

Регулювання затяжки підшипників рульового валу здійснюється за допомогою зміни числа прокладок, що встановлюються під кришку картера, своєю площиною, що впирається в торець крайнього конічного. роликового підшипника. Регулювання зачеплення черв'яка з роликом здійснюють зміщенням валу рульової сошки в осьовому напрямку за допомогою регулювального гвинта 11. Цей гвинт встановлений в бічній кришці картера, зовні закритий гайкою ковпачкової 10 і зафіксований стопорною шайбою 9.

На автомобілях великої вантажопідйомності застосовуються кермові механізми типу «черв'як-бічний сектор (шестірня)» або «гвинт-кулькова гайка-рейка-шестерня», що мають велику площу контакту елементів і як наслідок малі тиски між поверхнями робочих пар редуктора.

Рульовий механізм типу «черв'як-бічний сектор», найпростіший за конструкцією, використовується на деяких автомобілях. У зачеплення з хробаком 2 входить бічний сектор 3 у вигляді частини шестерні зі спіральними зубами. Бічний сектор виконаний як єдине ціле із валом 1 сошки. Сошка розташована на валу, встановленому на голчастих підшипниках.

Зазор у зачепленні між черв'яком та сектором непостійний. Найменший зазор відповідає середньому положенню кермового колеса. Зазор у зачепленні регулюється зміною товщини шайби, розташованої між боковою поверхнею сектора та кришкою картера рульового редуктора.

Конструкція кермового механізму типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор» показана на малюнку. Вал рульового колеса за допомогою карданної передачіз'єднаний з гвинтом 4, що взаємодіє з кульковою гайкою 5, нерухомо закріпленою стопорним гвинтом 15 в поршні-рейці 3. Різьблення гвинта і гайки виконана у вигляді напівкруглих канавок, що заповнюються кульками 7, що циркулюють по різьбленні при обертанні гвинта. Крайні нитки гайки з'єднані жолобом 6 із зовнішньою трубкою, що забезпечує циркуляцію кульок. Тертя кочення цих кульок з різьблення під час обертання гвинта незначне, що зумовлює високий ККД такого механізму.

Мал. Рульовий механізм типу «черв'як-бічний сектор»:
1 – вал сошки; 2 – черв'як; 3 - бічний сектор

Мал. Рульовий механізм типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор»:
1 – кришка циліндра; 2 – картер; 3 – поршень-рейка; 4 – гвинт; 5 – кулькова гайка; 6 – жолоб; 7 – кульки; 8 – проміжна кришка; 9 – золотник; 10 - корпус клапана керування; 11 – гайка; 12 – верхня кришка; 13 - пружина плунжера; 14 – плунжер; 15 - стопорний гвинт; 16 - зубчастий сектор (шестірня); 17 - вал; 18 - сошка; 19 - бічна кришка; 20 - стопорне кільце; 21 - регулювальний гвинт; 22 - кульовий палець

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 осітеж повертаються при зміні напряму, 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 хоч цей спосіб зміни спрямування на легкових автопоширення 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 автомобіляхотримали механізми типу «шестірня-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»

Розповсюдження тип «шестірня-рейка» отримав завдяки порівняно простому влаштуванню кермового 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 положенні, то через змінене передавальне число 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 робіт за порушення працездатності вузла, то 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.

Під час експлуатації автомобіля, при його русі дорожнім полотном, перед водієм, як правило, постає необхідність у координації напряму його руху, а також у зниженні або збільшенні його швидкості, зупинці та стоянці. Кожен автолюбитель знає, що всі ці операції «лягають на плечі» таким механізмам руху, в які входять рульове керування. У цій статті ми торкнемося механізму кермового управління, основним завданням якого є забезпечення руху автомобіля в заданому водієм напрямку.

Конструкція кермового управління включає кермовий механізм і кермовий привід.Головною героїнею нашої статті буде рульова сошка, яка є одним із складових кермового механізму. Крім сошки в конструкцію кермового механізму (наприклад, черв'ячного типу) входять також і кермо з валом, пара «черв'як-ролик», а також картер черв'ячної пари. Ці деталі ми торкатися не будемо, а детальніше розглянемо пристрій кермової сошки, за яким принципом вона працює і як можна замінити сошку при її несправності.

1. Влаштування сошки рульового управління

Така надзвичайно важлива деталь як сошка рульового керування (сполучна тяга), як правило, приводиться в експлуатацію на автомобілях зі стандартними системами підвіски та кермовим керуванням з паралелограмними поперечними тягами.Кожен автолюбитель зможе з упевненістю сказати, що даний тип рульового керування та підвіски використовують у конструкції більшості задньопривідних. транспортних засобів, а також на багатьох легких вантажівках.

Конструкція кермової сошки, як правило, включає шліцевий важіль, який, у свою чергу, з'єднується з різьбовою шпилькою підшипника і сидінням, а також з кермовим механізмом. Захисне напилення, яким покрита нижня частина різьбової шпильки підшипника, здатне запобігти забрудненню підшипника та сидіння. Верхня частина опорної шпильки приєднується до центральної ланки кермового приводу.

Рух валу кермового механізму безпосередньо залежить від обертальних рухів, які робить водій під час їзди. До цього ж валу рульового механізму і кріпиться рульова сошка, яка приводиться в експлуатацію як важіль і перетворює силу від повороту рульового механізму в механічну для руху рульового приводу. Тобто можна сказати, що рульова сошка призначається передачі зусилля від валу сектора до поздовжньої тязі.Як відомо, вал втулки робить обертання у двох втулках, які впресовані в картер кермового механізму.

На голчастому підшипнику, який знаходиться на верхньому кінці валу, знаходиться ролик, який виробляє обертальні рухи, на нижній же кінець валу, який має конічні шліци, і надіта вищезгадана сошка, яка кріпиться до кінця за допомогою гайки.

Важливо пам'ятати, що в шліцевому отворі кермової сошки є дві здвоєні западини, а на валу є два здвоєні виступи. Виходячи з цього встановлення сошки на вал моно виконати тільки в одному положенні.

Отже, давайте підіб'ємо підсумки про влаштування кермової сошки та її призначення у складі кермового механізму. Рульова сошка є важливою деталлюкріплення середньої тяги кермової трапеції до кермового валу, а також як виконавча частина кермового редуктора, здатна здійснювати зворотно-поступальний поворот у деякому заданому секторі в залежності від обертання.

2. Принцип роботи сошки кермового управління

За яким принципом працює сошка рульового механізму. Принцип дії деталі можна розглянути на прикладі кермового черв'ячного механізму. Його робота полягає в наступному: під час обертання рульового колеса, всі зусилля від обертання здатні передаватися на черв'ячний механізм колонки.У свою чергу, «черв'як» здійснює обертання веденої шестерні, яка безпосередньо і приводить у працездатність рульову сошку. Як ми вже казали, сошка з'єднується із середньою кермовою тягою, а інший кінець тяги прикріплюється до маятникового важеля.

Вищезгаданий важіль, як правило, встановлюється на опорі і жорстко прикріплюється до кузова автомобіля.За допомогою обтискних муфт, з кермовими наконечниками з'єднуються бічні тяги, які відходять від «маятника» та сошки. Наконечники, своєю чергою, з'єднуються зі маточкою. У момент повертання рульова сошка робить посил зусилля на бічну тягу і на середній важіль одночасно. Середній важіль, за інерцією, приводить у дію другу бічну тягу, що призводить до повертання маточок, а також, відповідно, і коліс.

3. Заміна сошки кермового керування

Як і всі інші автомобільні деталі, сошка рано чи пізно виходить з ладу. У такому разі потрібно проводити заміну сошки. А, як кажуть уже «бувалі» водії, ця операція досить дорога і, до того ж, досить складна.

Кожен, хто зіткнувся з проблемою заміни сошки, може стверджувати, що для початку потрібно «обіграти» рамну поперечку, що знаходиться нижче за редуктор, на досить маленькій відстані від сошки. Головна проблема в тому, що поперечину неможливо відкрутити, або взагалі щось з нею зробити, а вона суттєво загороджує сошку, ускладнюючи доступ до неї. Але все ж таки вихід є! Ось вам зразкова схема, за якою можна зняти сошку і зробити заміну. Отже, почнемо…

Для початку потрібно провести відкручування маятникового важеля. Потім можна зняти маятник-наконечник сошки з кермової трапеції, після виконаної операції, вона вам вже не повинна перешкодити. Далі потрібно постаратися підібратися ключем до гайки наконечника сошки та зробити її ослаблення. Потім справа за малим. Відкручуємо редуктор, і піднявши його вище, уважно і делікатно пробуємо поступово вибивати маятник сошки за допомогою молоточка, або скориставшись знімачом. Після того, як його буде знято, ви можете зробити заміну його на новий, а також можете оновити і маятниковий важіль.

Отже, такими нехитрими діями можна зробити заміну сошки домашніх умовах, але фахівці радять все ж таки в такій ситуації звертатися в технічні центри. Тож вибір за вами. У будь-якому випадку ми щиро бажаємо вам удачі!

Підписуйтесь на наші стрічки в

Рульовий механізм - це основа кермового управління та виконує такі функції:

збільшення зусилля, прикладеного до кермового колеса;
передача зусилля рульовому приводу;
самостійне повернення кермового колеса в нейтральне положення після зняття навантаження.

За своїм пристроєм кермовий механізм є механічною передачею (редуктором), тому основним його параметром є передатне число. Залежно від виду механічної передачірозрізняють три типи кермових механізмів: рейковий, черв'ячний, гвинтовий.

Рейковий кермовий механізм

Рейковий кермовий механізм є найпоширенішим типом механізму, що встановлюється на легкові автомобілі. Основними елементами кермового механізму є шестерня та рульова рейка. Шестерня встановлюється на валу рульового колеса і знаходиться в постійному зачепленні з рульовою (зубчастою) рейкою.
Схема рейкового кермового механізму

1 – підшипник ковзання; 2 – манжети високого тиску; 3 – корпус золотників; 4 – насос; 5 – компенсаційний бачок; 6 – рульова тяга; 7 – кермовий вал; 8 – рейка; 9 – компресійний ущільнювач; 10 – захисний чохол.
Робота рейкового кермового механізму відбувається в такий спосіб. При обертанні кермового колеса рейка переміщається вліво або вправо. Під час руху рейки переміщаються приєднані до неї тяги кермового приводу та здійснюють поворот керованих коліс.

Рейковий кермовий механізм відрізняється простотою конструкції і, як наслідок, високим ККД, а також має високу жорсткість. Але такий тип кермового механізму чутливий до ударних навантажень від нерівностей дороги, схильний до вібрацій. Через свої конструктивних особливостейрейковий кермовий механізм застосовується на передньопривідних автомобілях з незалежною підвіскоюкерованих коліс.

Черв'яковий кермовий механізм

Конструкція черв'ячного кермового механізму складається з глобоїдного черв'яка (черв'яка зі змінним діаметром), з'єднаного з кермовим валом, та ролика. На валу ролика на зовнішній частині корпусу кермового механізму встановлений важіль (сошка), з'єднаний з тягами кермового приводу.
Схема черв'ячного кермового механізму

1 - пластина регулювального гвинта валу сошки; 2 – регулювальний гвинт валу сошки; 3 – гайка регулювального гвинта; 4 – пробка маслозаливного отвору; 5 – кришка картера кермового механізму; 6 – черв'як; 7 – картер кермового механізму; 8 – сошка; 9 – гайка кріплення сошки до валу; 10 - пружинна шайба; 11 - сальник вала сошки; 12 – втулка валу сошки; 13 - вал сошки; 14 - ролик валу сошки; 15 - вал черв'яка; 16 - верхній шарикопідшипник; 17 – нижній шарикопідшипник; 18 – регулювальні прокладки; 19 – нижня кришка підшипника черв'яка; 20 - вісь ролика; 21 - кульковий підшипник ролика; 22 - сальник валу черв'яка.

Обертання рульового колеса забезпечує обкатування ролика по черв'яку, викликаючи гойдання сошки та переміщення тяг рульового приводу, що призводить до повороту керованих коліс.

Черв'яковий кермовий механізм має меншу чутливість до ударних навантажень, забезпечує великі кути повороту керованих коліс і як наслідок кращу маневреність автомобіля. При цьому черв'ячний механізм складний у виготовленні та має високу вартість виготовлення. Кермо з таким типом механізму має велику кількість з'єднань, тому вимагає витратного ремонту.

Черв'яковий кермовий механізм використовується на легкових автомобілях. підвищеної прохідностііз залежною підвіскою керованих коліс, вантажних автомобіляхмалої тоннажності та автобусах. Раніше такий тип кермового механізму встановлювався на вітчизняних задньопривідних автомобілях.

Гвинтовий кермовий механізм

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

1 – картер кермового управління; 2 – вал-сектор; 3 – гайка-рейка; 4 – кульки; 5 – стопорне кільце; 6,9 – захисні кришки; 7 – карданний шарнір; 8 – втулка; 10 – манжета; 11 - підшипники гвинта; 12 – регулювальні прокладки; 13 – гвинт; 14 - сошка; 15 – кришка нижня картера; 16 - кільце ущільнювача.
Відмінною рисою пристрою гвинтового кермового механізму є з'єднання гвинта та гайки за допомогою кульок, чим досягається менше тертя та знос робочої пари.

Принцип роботи гвинтового кермового механізму нагадує роботу черв'ячного механізму. Поворот рульового колеса призводить до обертання гвинта, який у свою чергу переміщує гайку. При цьому відбувається обертання кульок. Гайка за допомогою зубчастої рейки переміщає зубчастий сектор, а разом із ним і кермову сошку.

Гвинтовий кермовий механізм у порівнянні з черв'ячним механізмом має вищий ККД і реалізує великі зусилля. Такий тип кермового механізму знайшов застосування на деяких легкових автомобілях. представницького класу, важких вантажних автомобілів та автобусів.