Рулевое управление грузового автомобиля

Рулевое управление – это важнейшая система в конструкции любого транспортного средства, представляющей совокупность узлов, необходимых для того, чтобы синхронизировать угол поворота руля и ведущих колес. 

Назначение этой системы сводится к обеспечению точности поворота и соблюдению требуемого направления движения. Рулевое управление грузового автомобиля, принцип его действия и классификация – это и многое другое станет темой нашей сегодняшней беседы. 

Система рулевого управления

В конструктивном плане в состав системы рулевого управления автомобиля входит несколько важнейших деталей:

•  Руль, именуемый также рулевым колесом. Его роль – указание направления движения автомобилем, делегация действий оператора на другие узлы и агрегаты. 
•  Рулевая колонка – та часть конструкции, которая в ответе за передачу усилий от руля на другие части механизма. Внешне она выполнена в виде вала, оснащенного шарнирами. Чтобы гарантировать безопасность езды, колонку оборудуют системами складывания и блокировки, привод которых может быть механическим либо электрическим. На рулевой колонке находится замок зажигания, а также рычаги управления стеклоочистителями и фарами. 
•  Рулевой механизм, выполняющий изменение усилия, которое создается водителем путем поворота руля, и его передачу на ведущие колеса. 
•  Усилитель – часть конструкции, повышающая усилие, которое передается от рулевого колеса на привод, и заметно упрощающая процесс управления транспортным средством. 
•  Дополнительные элементы, такие как амортизатор или демпфер и пр. 

Важно

Важно отметить, что на грузовики в подавляющем большинстве случаев устанавливают механический рулевой привод, в состав которого входит целая система тяг, шарниров и рычагов.

Это продольные и поперечные тяги и сошки, поперечные рычаги, рычаг поворотной цапфы и прочие элементы конструкции. 

Водитель поворачивает управляемые колеса, а надо отметить, что у многих моделей грузовых авто управляемыми, то есть ведущими являются все колеса, в таком случае радиус поворота минимален, что особенно актуально, когда ТС эксплуатируется в условиях ограниченного пространства.

Говоря о схеме рулевого управления, его устройстве более детально, необходимо упомянуть такие конструктивные составляющие:

•  поперечная тяга;
•  рычаг (нижний);
•  рычаг (верхний);
•  поворотная цапфа;
•  рулевая передача;
•  продольная тяга;
•  сошка рулевого привода;
•  рулевой вал;
•  рулевое колесо.

Принцип работы

Читайте также: Тормозная система грузового автомобиля: назначение, устройство и принцип работы

Каждое ведущее колесо базируется на поворотном кулаке, который соединен с передней осью с помощью так называемого шкворня. Когда водитель крутит руль, усилие от этого при участии рычагов и тяг передается на поворотные кулаки. Они оборачиваются под требуемым углом и таким образом влияют на направление движения. 

Для исключения риска бокового скольжения колес в процессе поворота важно, чтобы у описываемых ими окружностей был общий центр, где пересекаются продолжения осей всех приборов транспортного средства. Его называют центром поворота. По этой причине ведущие колеса поворачиваются на разные углы: внешние – на меньший, внутренние – на больший. 

Поворачивая руль, водитель поворачивает колеса, то есть посредством рулевого механизма он передает усилие на тяги и рычаги рулевого привода, которые оказывают прямое воздействие на угол поворота ведущих колес. Учитывая тот факт, что рулевой механизм представляет собой устройство, которое повышает крутящий момент и при этом снижает обороты, он, помимо всего прочего, в разы увеличивает усилие воздействия. 

Фактически значение рулевого управления сводится к выполнению им следующих функций:

•  Увеличение приложенного к рулю усилия.
•  Передача этого усилия на рулевой привод.
•  Самостоятельный возврат руля в исходное положение после снятия нагрузки.

По сути, рулевой механизм представляет собой механическую передачу, основным параметром которой следует считать передаточное число. 

Классификация систем рулевого управления

Существует 3 типа рулевых механизмов – реечный, винтовой и червячный. Поговорим о каждом из них детальнее.

Реечный

Этот тип механизма получил наиболее широкое распространение, но используется он преимущественно на легковых авто. В состав такой системы входит установленная на валу шестерня и рулевая рейка, с которой она находится в постоянном сцеплении. 

Функционирует устройство следующим образом. В процессе вращения руля рейка двигается вправо или влево, приводя к перемещению соединенных с ней тяг привода, которые поворачивают управляющие колеса. Преимуществом такого механизма является простота конструкции, жесткость и высокий КПД, но есть и недостаток, это чувствительность к ударам, полученным в результате езды по неровным покрытиям, а также склонность к вибрациям. 

Винтовой

В состав таких систем входит установленный на валу руля винт, гайка, которая по нему перемещается, зубчатая рейка и сектор, рулевая сошка. Главная особенность данной разновидности – гайка и винт соединены шарнирами, что, во-первых, снижает уровень вибраций, а во-вторых, способствует более продолжительному износу. Винтовые системы способны реализовать большее усилие, их используют на грузовиках, автобусах, реже – на легковых авто премиум-класса.

Червячный

Механизм состоит из соединенного с рулевым валом червяка с переменным диаметром и ролика. На валу ролика находится рычаг, который еще называют сошкой, он связан с тягами рулевого привода.

Червячные системы более устойчивы перед ударными нагрузками, угол их поворота больше, следовательно, лучше и управляемость ТС. Главный недостаток – сложность производства, отсюда и дороговизна, а также потребность в регулярной регулировке. 

Требования к рулевому управлению грузовика

Читайте также: Зависимая и независимая подвеска грузового автомобиля

В ходе эксплуатации рулевого управления к нему предъявляется целый ряд требований, а именно:

•  Способность поддерживать нужное передаточное число.
•  Надлежащая жесткость деталей.
•  Необходимое соотношение углов поворота наружных и внутренних колес.
•  Согласованные движения рулевого привода и устройства, которое управляет подвеской.
•  Оптимальный стабилизирующий момент.
•  Минимальный крутящий момент, необходимый для поворота руля.
•  Отсутствие зазоров в сочлененных деталях.

Основные неисправности рулевого управления

Чаще всего на грузовых транспортных средствах возникают следующие поломки системы рулевого управления:

•  Выход из строя шестерни и рейки.
•  Нарушение герметичности механизма.
•  Износ подшипника рулевого вала.
•  Разрушение шарнира на наконечнике рулевой тяги.

Причинами перечисленных выше проблем является низкое качество дорожного покрытия, нарушение правил эксплуатации автомобиля, несвоевременность замены рабочих жидкостей и отслуживших свое деталей, неправильное техобслуживание и некачественный ремонт, использование системы по истечению предельно допустимого срока ее эксплуатации. 

Спровоцировать преждевременный износ узлов и механизмов рулевого управления способны даже изношенные покрышки, неправильное давление в них и ненадлежащая балансировка. 

О том, что система функционирует с нарушениями, свидетельствует целый ряд признаков: появление стука и прочих посторонних звуков, ощущение биения в руле, наличие люфта в рулевом управлении, необходимость прикладывать серьезное усилие для поворота руля, протекание рабочей жидкости.

Особенности правостороннего и левостороннего руля

В подавляющем большинстве стран, включая Россию, осуществляется правостороннее движение, следовательно, руль в транспортных средствах устанавливается слева. Отличие лево- и правосторонних механизмов кроется как в месте расположения рулевого колеса, так и в редукторе, адаптированном под ту или иную сторону подключения. 

В определенных видах спецтехники, как, например, некоторые модели грузовиков и тракторов, применимо так называемое гидрообъемное рулевое управление, благодаря которому положение рулевой колонки не зависит от компоновки прочих конструктивных элементов. Особенностью системы является отсутствие механической связи руля и привода. 

Насос рулевого управления в таком случае управляет силовым цилиндром, отвечающим за угол поворота колес. Преимущество заключается в отсутствии люфтов и в том, что для разворота транспортного средства нужно прикладывать меньше усилий. Как правило, ГОРУ используется на снегоуборщиках, а также на машинах, задействованных во время дорожного строительства.

Заключение

Как следует из описанного выше, существует несколько разновидностей систем рулевого управления. Они рознятся друг от друга устройством и конструктивными особенностями. 

Но, несмотря на это, функция узла сводится к выбору направления движения ТС. Для того, чтобы она выполнялась надлежащим образом, гарантируя безопасность всем участникам процесса, необходимо своевременно проводить техобслуживание и замену деталей.