Рулевое управление автомобиля

Рулевое управление автомобиля — группа узлов, необходимых для изменения направления движения. Обеспечивает поворот передних, а реже — задних колес.

Дает устойчивость и защиту от вибраций. Конструктивно состоит из целой группы узлов. В их число входит руль, колонка, тяги и ряд других. Ниже подробно рассмотрим назначение системы. Поговорим об особенности каждого узла и типах усилителей. 

Для чего нужно рулевое управление

Функционально рулевое управление используется для решения следующих задач:

• поворот авто влево или вправо;
• безопасность за счет быстрой реакции на дорожную ситуацию;
• поддержание траектории движения;
• гарантия маневренности для объезда препятствий и парковки;
• обеспечения комфорта при управлении;
• связь между водителей и дорожным покрытием;
• точность движения транспортного средства.

Важно

Без рулевой системы или в случае ее повреждения машиной невозможно управлять. По этой причине важно контролировать состояние узлов и проводить ремонт.

Основные детали рулевого управления

Для понимания конструкции рассмотрим каждый элемент системы подробнее. Это касается руля, рулевого и карданного вала. Обязательно упомянем редуктор и рейку, а также тяги с наконечниками.

Рулевое колесо

Руль передает усилие через колонку на колеса. Последнее время производители стараются делать данный элемент более эргономичным. Он может иметь разные размеры и вид. Часто комплектуется кнопками для управления разными узлами. Во многих машинах руль можно регулировать по вылету и высоте. Это помогает настроить наиболее удобную позицию. Часто в рулевом колесе спрятанаairbag, которая открывается при сильном ударе.

Рулевая колонка

Задача узла состоит в передачи вращательного движения к колесам. Функционально колонка позволяет быстро и с высокой точностью реагировать на повороты. В ней содержатся крепежи для переключателей, к примеру, стеклоочистителей или поворотников. В новых машинах в деталь встраиваются разные элементы для защиты при ДТП. При этом узел может деформироваться для защиты от прямого удара. Иногда можно меняться положение колонки по высоте и вылету.

Рулевой вал

Объединяет руль и механизм для передачи усилия. Как только водитель крутит рулевое колесо, вращение направляется к валу. Дальше оно передается к колесам. Главное требование к валу — предельная прочность. Узел должен выдерживать вибрации и давление. Конструктивно он может включать соединения и шарниры. Это необходимо для правильной работы при изменении позиции колонки.

Наличие соединений обеспечивает плавность работы в любых режимах. В новых авто вал имеет телескопическую конструкцию. Это позволяет устройству сложится при ДТП для защиты от удара в грудную клетку. Конструктивно вал является стержнем из металла. При этом его функционал нельзя недооценивать. От правильности работы зависит скорость и четкость управления.

Карданный вал

Узел объединяет руль и остальные элементы системы. В процессе вращения рулевого колеса именно карданный вал передает момент. Конструктивно имеет шарнирные узлы, которые обеспечивают передачу движения даже под углом.

Количество шарниров может быть разным — один или два. Сам вал делается с применением стали, способной выдерживать вибрации и большие нагрузки. Кардан повышает уровень комфорта при движении. Он помогает избежать клина руля даже при повреждении кузова. В новых моделях данный механизм компактный и занимает небольшое пространство.

Рулевой редуктор

Задача узла состоит в том, чтобы передать вращение руля сначала к тягам, а потом к колесам. Дополнительно механизм уменьшает усилие, которое требуется приложить водителю для поворота колес. Конструкция зависит о типа авто. Чаще всего применяется реечный узел. Здесь вращение передается на рейку. Последняя крутится в левую или правую сторону, перемещая тяги.

Бывают и другие виды редукторов. Они могут быть винтовыми, глобоидальными или червячными. Их особенность состоит в влиянии на скорость реакции водителя. Дополнительно данный узел снижает нагрузку на руки. 

Рейка рулевого редуктора

Конструктивно этот узел представляет собой шестеренку из металла. Он представлен в виде планки с зубцами. Рейка цепляется к ведущим шестерням, которые стоят на краю вала. При повороте рулевого колеса вращение передается на шестеренку. Последняя, в свою очередь, направляют рейку в левую или правую сторону. Параллельно с ней двигаются и тяги.

Рейка рулевого редуктора обеспечивает обратную связь между водителем и дорогой. В новых машинах такой узел дополняется ЭУР. Последний помогает вращению руля, в том числе, на более низкой скорости. При эксплуатации автомобиля важно надежно защитить рейку от загрязнений. Ее повреждение может стать причиной ДТП.

Рулевые тяги с наконечниками

При повороте руля происходит изменение положения рулевых тяг. На следующем шаге они тянут кулаки, а дальше — колеса. Внешне эти узлы напоминают металлический стержень и шаровый наконечник. Первый дает прочность и жесткость, а второй перемещается под разными углами. Наконечник объединяется с поворотным кулаком и может крутиться в шаровой опоре.

Рулевые тяги способны передавать движение без люфта. Параллельно компенсируются удары и вибрации в машине. При выборе надежных наконечников обеспечивается надежный контакт и устойчивость машины. Во время активной эксплуатации высок риск износа шаровых соединений и появления люфта.

Усилитель руля

Обязательным атрибутом рулевого управления грузового автомобиля является усилитель. Он часто построен на гидравлическом, электрическом или «смешанном» принципе. Вне зависимости от типа задача такого узла — упростить вращение руля. Ниже рассмотрим разные варианты подробнее.

Гидравлический

В основе конструкции ряд элементов. В их число входит насос, масло и бачок. Также частью системы являются шланги и рулевой механизм. Помпа запускается от мотора за счет ремня. Последний нагнетает жидкость под давлением. Когда водитель крутит руль, распределитель направляет жидкость в нужную полость. Последняя, в свою очередь, помогает повернуть колеса. На следующем шаге масло возвращается обратно в бачок.

Плюс ГУР — большое усилие. Он справляется с нагрузкой даже на больших авто. Работа узла стабильна. При этом водитель всегда чувствует обратную связь от дороги. Но есть и минус. Насос постоянно работает, что нагружает мотор и повышает расход.

При утечке масла происходит повышение усилия. Как результат, управлять становится сложнее. В холодную погоду рабочий состав может густеть. Гидроусилитель рулевого управления автомобиля требует правильного ТО. Это касается регулярной замены жидкости и проверки герметичности.

При эксплуатации важно следить за уровнем гидравлической жидкости. Нельзя допускать ее перегрева. Необходимо вовремя менять изношенные шланги и уплотнения. Если руль стал тугим или слышен шум при повороте, это признак проблем в насосе.

Электрический

Особенность механизма — работа за счет электродвигателя. ЭУР подключается к рулевой рейке или валу. Для большей эффективности он управляется блоком управления. В конструкцию входят также датчики, контролирующие скорость и положение. Последние передают информацию на ЭБУ, который дает сигнал на моторчик. Получается, что ЭУР работает только при необходимости.

Плюс — низкое потребление энергии и точность. Электроника способна адаптировать силу усилия с учетом скорости. На больших оборотах руль становится более тугим. Узел не требует обновления жидкости и специального ТО. Он более легкий и компактный.

Минусы — зависимость от электрической сети машины. Если моторчик или блок не работают, руль сразу «тяжелеет». При сильном морозе вращать руль также сложнее. Нельзя отметать и возможные трудности ремонта. В эксплуатации ЭУР важно избегать перегрузок. При длительном вращении руля на месте узел временно отключает помощь, чтобы не перегреться. Также не рекомендуется подвергать блок управления влаге.

Электрогидравлический

Представляет собой смесь ГУР и ЭУР. Особенность в том, что насос не имеет прямой связи с мотором. Он работает за счет электрического двигателя, что дает большую гибкость системе. В основе — простой гидравлический механизм.

В него также входит насос, емкость с маслом, трубки и иные узлы. Главная особенность — электрический привод. Это позволяет отключать насос, когда тот не нужен. ЭБУ регулирует работу насоса с учетом скорости и нагрузки.

Особенность электрогидравлической системы — стабильность. Она поддерживает оптимальное усилие на руле. Машина потребляет меньше топлива, чем классический ГУР. Он конструктивно проще и не боится холода. Минусы — применение масла и зависимость от исправности электронасоса и блока.

Распространенная проблема: люфт шарнира рулевой тяги

Распространенной проблемой является люфт рулевого управления автомобиля. Представляет собой свободный ход руля до начала вращения колес. Наличие такого показателя является нормой, но в допустимых пределах.

Если люфт слишком большой, причиной может быть износ шарниров. Именно последние гарантируют подвижность соединения разных деталей. Они вращаются и наклоняются под разными углами, что важно при езде по плохой дороге.

Обратная связь: «чувство дороги»

Неисправности рулевого управления автомобиля нередко влияют на качество обратно связи. Ее суть в том, чтобы реально чувствовать состояние и поведение машины. Она дает ощущение дороги и улучшает управляемость. Хорошая обратная связь позволяет быстрее скорректировать управление. Водитель может избежать заноса и сохранять контроль.

В новых моделях «чувство дороги» улучшается за счет правильных настроек. Большим плюсом является применение специальных усилителей и настроек. Обратная связь также зависит от качества колес, покрытия и навыков водителя.

Итог

Важность рулевого управления сложно переоценить. От его исправности зависит управляемость машины, и способность проводить маневры. Регулярное ТО и ремонт гарантируют правильность работы узлов. Это позволяет уменьшить люфт, снизить износ и сохранить чувство дороги.