Назначение редуктора в рулевой системе авто

Рулевой механизм

Рулевой механизм является основой рулевого управления, где он выполняет следующие функции:

• увеличение усилия, приложенного к рулевому колесу;
• передача усилия рулевому приводу;
• самопроизвольный возврат рулевого колеса в нейтральное положение при снятии нагрузки.

По своей сути рулевой механизм является механической передачей (редуктором), поэтому основным его параметром является передаточное число. В зависимости от типа механической передачи различают следующие типы рулевых механизмов: реечный, червячный, винтовой.

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Реечный рулевой механизм включает шестерню и рулевую рейку. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой.

Работа реечного рулевого механизма осуществляется следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается вправо или влево. При движении рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и поворачивают управляемые колеса.

Реечный рулевой механизм отличает простота конструкции, соответственно высокий КПД, а также высокая жесткость. Вместе с тем, данный тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от дорожных неровностей, склонен к вибрациям. В силу своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм устанавливается на переднеприводных автомобилях с независимой подвеской управляемых колес.

Червячный рулевой механизм

Червячный рулевой механизм состоит из глобоидного червяка (червяка с переменным диаметром), соединенного с рулевым валом, и ролика. На валу ролика вне корпуса рулевого механизма установлен рычаг (сошка), связанный с тягами рулевого привода.

Вращение рулевого колеса обеспечивает обкатывание ролика по червяку, качание сошки и перемещение тяг рулевого привода, чем достигается поворот управляемых колес.

Червячный рулевой механизм обладает меньшей чувствительностью к ударным нагрузкам, обеспечивает большие углы поворота управляемых колес и соответственно лучшую маневренность автомобиля. С другой стороны червячный механизм сложен в изготовлении, поэтому дорог. Рулевое управление с таким механизмом имеет большое число соединений, поэтому требует периодической регулировки.

Червячный рулевой механизм применяется на легковых автомобилях повышенной проходимости с зависимой подвеской управляемых колес, легких грузовых автомобилях и автобусах. Ранее такой тип рулевого механизма устанавливался на отечественной «классике».

Винтовой рулевой механизм

Винтовой рулевой механизм объединяет следующие конструктивные элементы: винт на валу рулевого колеса; гайку, перемещаемую по винту; зубчатую рейку, нарезанную на гайке; зубчатый сектор, соединенный с рейкой; рулевую сошку, расположенную на валу сектора.

Особенностью винтового рулевого механизма является соединение винта и гайки с помощью шариков, чем достигается меньшее трение и износ пары.

Принципиально работа винтового рулевого механизма схожа с работой червячного механизма. Поворот рулевого колеса сопровождается вращением винта, который перемещает надетую на него гайку. При этом происходит циркуляция шариков. Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним рулевую сошку.

Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным механизмом имеет больший КПД и реализует большие усилия. Данный тип рулевого механизма устанавливается на отдельных легковых автомобилях представительского класса, тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.

Общее устройство рулевого управления

Рулевое управление с гидроусилителем:
1 — рулевая сошка;
2 — продольная рулевая тяга;
3 — рулевой механизм;
4 — всасывающий шланг;
5 — сливной шланг;
6 — бачок;
7 — правая боковая рулевая тяга;
8 — правый маятниковый рычаг;
9 — поперечная рулевая тяга;
10 — входной вал рулевого механизма;
11 — нижний карданный шарнир;
12 — карданный вал;
13 — верхний карданный шарнир;
14 — вал рулевой колонки;
15 — рулевое колесо;
16 — левый маятниковый рычаг;
17, 21 — наконечники левой боковой тяги;
18 — хомут регулировочной трубки;
19 — левый рычаг рулевой трапеции;
20 — чехол шарнира;
22 — шарнир;
23 — нагнетательный шланг;
24 — насос гидроусилителя

Рулевое управление современных автомобилей с поворотными колесами включает в себя следующие элементы:
—рулевое колесо с рулевым валом (рулевой колонкой);
— рулевой механизм;
— рулевой привод (может содержать усилитель и (или) амортизаторы).
Рулевое колесо находится в кабине водителя и расположено под таким углом к вертикали, который обеспечивает наиболее удобный охват его обода руками водителя. Чем больше диаметр рулевого колеса, тем при прочих равных условиях меньше усилия на ободе рулевого колеса, но при этом уменьшается возможность быстрого поворота руля при выполнении резких маневров. Диаметр рулевого колеса современных легковых автомобилей лежит впределах 380–425 мм, тяжелых грузовых и автобусов — 440–550 мм, наименьшие диаметры имеют рулевые колеса спортивныхавтомобилей.
Рулевой механизм представляет собой механический редуктор, его основная задача — увеличение приложенного к рулевому колесу усилия водителя, необходимого для поворота управляемых колес. Рулевые управления без рулевых механизмов, когда водитель непосредственно поворачивает управляемое колесо, сохранились лишь на очень легких транспортных средствах, например, на мотоциклах. Рулевой механизм имеет достаточно большое передаточное число, поэтому для поворота управляемых колес на максимальный угол 30–45°необходимо сделать несколько оборотов рулевого колеса.

Шарнирный рулевой вал грузового автомобиля

Рулевой вал соединяет рулевое колесо с рулевым механизмом и часто выполняется шарнирным, что позволяет более рационально компоновать элементы рулевого управления, а для грузовых автомобилей применять откидывающуюся кабину.
Кроме того, шарнирный рулевой вал повышает травмобезопасность рулевого колеса при авариях, уменьшая перемещение рулевого колеса внутрь салона и возможность травмирования грудной клетки водителя.

Рулевой вал со сминаемыми при ударе элементами:
1 — вал до удара;
2 — вал в процессе смятия;
3 — полностью «сложенный» вал;
4 — максимальный ход рулевого вала

С этой же целью в рулевой вал иногда встраивают сминаемые элементы, а рулевое колесо покрывают относительно мягким материалом, не дающим при разрушении острых осколков.

Рулевой привод представляет собой систему тяг и шарниров, связывающих рулевой механизм с управляемыми колесами. Поскольку рулевой механизм закреплен на несущей системе автомобиля, а управляемые колеса при движении перемещаются на подвеске вверх и вниз относительно несущей системы, рулевой привод обязан обеспечить необходимый угол поворота колес независимо от вертикальных перемещений подвески (согласованность кинематики рулевого привода и подвески). В связи с этим конструкция рулевого привода, а именно количество и расположение рулевых тяг и шарниров, зависит от типа применяемой подвески автомобиля. Наиболее сложным рулевой привод имеют автомобили с несколькими управляемыми мостами.
Для дополнительного уменьшения усилий, необходимых для поворота рулевого колеса, в рулевом приводе применяют усилители рулевого управления. Источником энергии для работы усилителя является, как правило, двигатель автомобиля. Первоначально усилители применялись лишь на тяжелых грузовых автомобилях и автобусах, в настоящее время используются и на легковых.
Для смягчения рывков и ударов, которые передаются на рулевое колесо при движении по неровной дороге, в рулевой привод иногда встраивают гасящие элементы — амортизаторы рулевого управления. Конструкция указанных амортизаторов принципиально не отличается от конструкции амортизаторов подвески.

Редуктор рулевой: обзор, особенности, виды и отзывы

Современные автомобили полностью компьютеризированы – практически всеми функциями и механизмами управляет электроника. Но во всех без исключения машинах имеется один из самых старых узлов – это редуктор рулевой. Устанавливались эти узлы в механизм рулевого управления еще на заре автомобилестроения. Опытные автолюбители знают об устройстве рулевого управления все. А вот начинающие, которые только-только сели за руль, мало что знают о своих автомобилях.

Главная функция, которую выполняет редуктор рулевой, – это увеличение усилия, которое водитель прикладывает к рулю. Именно за счет этого усилия управляемые колеса могут поворачиваться в нужную сторону.

Устройство редукторов

Это отдельный агрегат, который установлен в системе рулевого управления. Состоит механизм редуктора из нескольких шестеренок. Также в зависимости от конструкции в устройстве может быть червячный вал.

Принцип действия

При достаточном разнообразии механизмов редукторов чаще всего автомобили оснащены червячными механизмами.

Червячная пара

Это винт особой конструкции. Такие детали изготавливаются из особо прочных сплавов. Профиль резьбы здесь особенный – трапецеидальный. В паре с винтом используется червячное колесо. По внешнему виду оно напоминает обыкновенную привычную зубчатую шестерню. Но резьба на колесе также имеет соответствующую винту форму зубьев. Где встречается такой рулевой редуктор? ВАЗ классических моделей зачастую укомплектовывается именно таким устройством.

Классификация

Нужно сказать, что сейчас существует масса редукторов различных конструкций. Поэтому объединим их в группы по видам.

По способу передачи различают:

• Зубчатые.
• Червячные редукторы.
• Зубчато-червячные.

По количеству ступеней выделяют:

По типу шестеренок:

• Цилиндрические.
• Конические.
• Коническо-цилидрические.

По расположению валов редуктор рулевой делится на:

По виду кинематической схемы можно выделить механизмы с раздвоенной ступенью или с развернутой соосной схемой.

Различные автомобили имеют разную массу. Чем больше вес автомобиля, тем выше нагрузка на управляемые колеса. А значит, процесс управления данным автомобилем будет сложнее. Поэтому рулевой редуктор ВАЗ-2106 будет совсем другой конструкции, нежели для УАЗов или ГАЗелей. Чем выше вес автомобиля, тем большим КПД должен обладать механизм. Только так можно обеспечить нормальную управляемость.

Неисправности рулевых редукторов, их признаки, причины

Любой агрегат ломается. Рулевые редукторы также подвержены поломкам. Начинающим автолюбителям будет гораздо проще найти неисправность и быстро устранить ее, если им будут известны основные проблемы. Ремонт рулевого редуктора можно выполнить своими руками при наличии определенных навыков и инструмента.

Течь редуктора

Самая часто встречаемая неисправность – это течь. Такая проблема легко обнаруживается по маслу под машиной. Причины могут быть в поврежденном сальнике или же в коррозии первичного вала. В первом случае сальник можно заменить. Также устанавливают новые манжеты и прокладки. Во втором случае шлифуют вал. Затем обязательно выполняют на валу термонапыление.

Тугой руль

В процессе управления автомобилем придется прилагать большие усилия. Чтобы выяснить, что причина именно в редукторе, необходимо при помощи динамометрического ключа проверить, насколько выше стало усилие поворота руля.

Люфт рулевого колеса

Это может быть связано не только с редуктором. Часто это связано с крестовиной рулевой колонки. Также люфт может быть непосредственно в редукторе. Для ремонта необходимо полностью разобрать узел, провести дефектовку, заменить изношенные детали. Далее потребуется регулировка рулевого редуктора на специальных стендах.

Эта неисправность определяется по характерной отдаче в рулевое колесо при движении по плохим дорогам. Такая проблема может возникать по причине изношенных упорных подшипников. Для устранения будет достаточно заменить подшипники, а затем выполнить регулировку на стенде.

Рулевой редуктор “ГАЗель”: особенности

Коммерческий транспорт необязательно должен комплектоваться массой дополнительного оборудования, которое бы способствовало комфортному вождению. Можно вспомнить РАФ-2203, который когда-то давно считался самым комфортным образцом среди микроавтобусов, даже несмотря на то, что эта машина создана исключительно на агрегатах от “Волги”.

Но РАФа больше нет, а сменила его “ГАЗель”, на которую производители возлагали огромные надежды. А в итоге это бензиновый «трактор» с рулем и палкой КПП, которая умудрилась при такой примитивной и архаичной конструкции унаследовать неизлечимые болезни. А так как в данной ценовой категории больше ничего нет, эти грузовики пользуются популярностью.

Но есть и недостатки конструкции. Пара винт/гайка – это неразукомплектовываемый элемент, и первый десяток лет этих запчастей было не найти. Сейчас их валом, так что с этим проблем нет. Ремонт обойдется в 5-6 тыс. рублей. Если нужно заменить рулевой редуктор ВАЗ, цена его – от 10 тысяч рублей в зависимости от модели. Регулировка узла выполняется на снятом агрегате. Причем для настройки зазора, кроме специального ключа, понадобятся навыки – есть риск перекосить подшипники. Также не обойтись без динамометрического ключа.

Демонтаж редуктора «ГАЗели»

Обычно редуктор на этом автомобиле просто так не снимают. Для этого должны быть серьезные основания. Зачастую это делается, если для вращения руля нужно прилагать более серьезные усилия, чем раньше. Также его разбирают, если в картере узла появились стуки или течет смазка. Узел «потеет» практически всегда, но при активных потеках нужно менять сальники. При этом контролируют и вал. Следы коррозии на нем можно удалить шлифовкой.

Для демонтажа нужно распустить крепеж передних колес, вывесить передний мост автомобиля и снять подставку. Затем руль поворачивают до упора вправо и из-под капота выбивают рулевую тягу. Такая же операция проводится с левой стороны. Затем можно достать редуктор и сошку.

Ремонт

Замена изношенных элементов механизма не составляет труда – конструкция достаточно проста и понятна. А вот процесс регулировки потребует внимания, здесь необходимо заглянуть в заводские данные.

Регулировка

Настройка зазора в подшипниках на винте должна выполняться в тисках. Нужно удалить шайбу, а также уплотнитель. Затем откручивают четыре болта и снимают крышку. Далее вынимают одну регулировочную прокладку и собирают конструкцию. Если люфт не пропал, операцию повторяют до тех пор, пока зазор не устранится.