В процессе движения автомобиль часто меняет направление движения в соответствии с желанием водителя, что называется рулевым управлением. Что касается колесных транспортных средств, то способ реализации рулевого управления заключается в том, что водитель с помощью специально разработанных механизмов поворачивает колеса (рулевые колеса) на рулевой оси (обычно передней оси) автомобиля на определенный угол относительно продольной оси автомобиля. Когда автомобиль движется по прямой, на рулевое колесо часто воздействует боковая сила, создаваемая дорожным покрытием, и оно автоматически отклоняется, изменяя направление движения. В это время водитель также может использовать этот механизм для отклонения рулевого колеса в противоположном направлении, чтобы восстановить исходное направление движения автомобиля. Этот набор специальных механизмов, используемых для изменения или восстановления направления движения автомобиля, называется системой рулевого управления автомобиля (общепринято именуемой системой рулевого управления автомобиля). Таким образом, функция системы рулевого управления автомобиля заключается в обеспечении возможности управления и движения автомобиля в соответствии с желанием водителя. [1]
Принципы конструирования, монтаж, трансляция
Автомобильные системы рулевого управления делятся на две категории: механические системы рулевого управления и системы гидроусилителя руля.
Механическая система рулевого управления
Механическая система рулевого управления использует физическую силу водителя в качестве энергии рулевого управления, при этом все детали, передающие усилие, являются механическими. Механическая система рулевого управления состоит из трех частей: механизма управления рулевым управлением, рулевого механизма и механизма передачи рулевого управления.
На рисунке 1 представлена принципиальная схема состава и расположения механической системы рулевого управления. При повороте автомобиля водитель прикладывает крутящий момент к рулевому колесу 1. Этот крутящий момент передается на рулевой механизм 5 через рулевой вал 2, карданный шарнир 3 и вал рулевой передачи 4. Крутящий момент, усиленный рулевым механизмом, и движение после замедления передаются на рулевой коромысло 6, а затем через рулевую тягу 7 на поворотный кулак 8, закрепленный на левом поворотном кулаке 9, так что левый поворотный кулак и поддерживаемый им левый поворотный кулак отклоняются. Для отклонения правого поворотного кулака 13 и поддерживаемого им правого рулевого колеса на соответствующие углы предусмотрена также рулевая трапеция. Рулевая трапеция состоит из трапецеидальных рычагов 10 и 12, закрепленных на левом и правом поворотных кулаках, и рулевой тяги 11, концы которой соединены с трапецеидальными рычагами шаровыми шарнирами.
Рисунок 1. Схема состава и компоновки механической системы рулевого управления.
Рисунок 1. Схема состава и компоновки механической системы рулевого управления.
К механизму управления рулевым управлением относится ряд компонентов и деталей от рулевого колеса до вала рулевой передачи. К механизму рулевой передачи относится ряд компонентов и деталей (за исключением поворотных кулаков) от рулевого коромысла до рулевой трапеции.
система гидроусилителя руля
Система гидроусилителя руля — это система рулевого управления, использующая как физическую силу водителя, так и мощность двигателя в качестве энергии для поворота руля. В нормальных условиях лишь небольшая часть энергии, необходимой для поворота руля, обеспечивается водителем, а большая её часть — двигателем через гидроусилитель. Однако при отказе гидроусилителя водитель, как правило, должен быть в состоянии самостоятельно управлять автомобилем. Поэтому система гидроусилителя руля формируется путем добавления к механической системе рулевого управления набора устройств гидроусилителя.
Для большегрузных автомобилей с максимальной общей массой более 50 тонн, в случае отказа гидроусилителя руля, усилие, прикладываемое водителем к поворотному кулаку через механическую трансмиссию, далеко не достаточно для отклонения рулевого колеса и поворота руля. Поэтому гидроусилитель руля таких автомобилей должен быть особенно надежным.
Рисунок 2. Схема состава гидравлической системы рулевого управления.
Рисунок 2. Схема состава гидравлической системы рулевого управления.
На фиг. 2 представлена схематическая диаграмма, показывающая состав гидравлической системы рулевого управления и расположение трубопроводов гидравлического усилителя рулевого управления. Компонентами усилителя рулевого управления являются: масляный бак рулевого управления 9, насос рулевого управления 10, регулирующий клапан рулевого управления 5 и гидроцилиндр рулевого управления 12. Когда водитель поворачивает рулевое колесо 1 против часовой стрелки (левостороннее рулевое управление), коромысло рулевого механизма 7 приводит в движение рулевую тягу 6. Тяговое усилие рулевой тяги действует на поворотный кулак 4 и передается поочередно на трапецеидальный рычаг 3 и рулевую тягу 11, заставляя ее перемещаться вправо. Одновременно рулевая тяга также приводит в движение золотниковый клапан в регулирующем клапане рулевого управления 5, так что правая камера гидроцилиндра рулевого управления 12 соединяется с масляным баком рулевого управления с нулевым давлением жидкости на поверхности. Масло высокого давления масляного насоса 10 поступает в левую полость гидроцилиндра рулевого управления, поэтому гидравлическая сила, действующая вправо на поршень гидроцилиндра рулевого управления, передается на рулевую тягу 11 через толкатель, что также вызывает ее перемещение вправо. Таким образом, небольшой крутящий момент, приложенный водителем к рулевому колесу, может преодолеть сопротивление рулевого управления, действующее на рулевое колесо со стороны грунта.
