Автомобили. проектирование и расчет рулевых управлений: учебно-методическое пособие, страница 11

Как устранить неисправности рулевого управления

При серьезных неполадках в системе рулевого управления лучше обратиться в сервис, ведь от функционирования этой системы зависит безопасность движения. Но ряд неисправностей можно устранить самостоятельно.

• Если тугой ход рулевого колеса связан с падением давления в покрышках, их нужно незамедлительно накачать.
• Если уровень масла в картере ниже требуемого, следует его долить. При выявлении утечки –подтянуть болты, фиксирующие крышку, заменить уплотнительные прокладки, сальники.
• Увеличенный люфт можно попытаться устранить путем простой регулировки величины свободного хода с помощью специальных винтов, обеспечивающих прижатие элементов.
• При заедании рулевого колеса или увеличении люфта проверяются зазоры в подшипниках ступиц, шарнирах, червячном зацеплении (в системах с червячным редуктором). Зазоры регулируются, ослабляются или подтягиваются крепления, устраняются люфты заклепочных соединений или меняются разболтавшиеся заклепки, по мере необходимости наносится смазка.
• При неисправностях гидроусилителя по необходимости доливается рабочая жидкость, заменяются пыльник и шланги, регулируется их крепление. Могут понадобиться замена изношенных деталей, регулировка натяжения ремня, обновление смазки.

Если не помогают регулировка креплений и зазоров и другие меры, следует произвести ревизию деталей, демонтировать и заменить сильно изношенные или поврежденные. Можно использовать качественные запчасти б/у, поставляемые компанией JapZap с разборок.

• Рулевые тяги обычно заменяются не целиком. Используется ремкомплект, включающий в себя наконечники, шкворни, шарниры, втулки. Довольно часто приходится осуществлять замену рулевых наконечников. При кажущейся простоте этой операции могут возникнуть затруднения, связанные с прикипанием деталей, в этом случае поможет специальный съемник.
• Ремонт рулевой рейки желательно доверить профессионалам. После замены вышедших из строя деталей производится ее регулировка. При масштабных повреждениях рейку лучше поменять полностью. Если в системе используется ГУР, после ремонта или замены рулевой рейки обязательно выполняется замена рабочей жидкости.
• Наиболее сложная задача – ремонт рулевой колонки. Она демонтируется, разбирается, осматривается. Если вышли из строя отдельные детали, можно использовать ремкомплект, а при большом объеме повреждений колонку целесообразнее заменить. Отремонтированная или новая колонка устанавливается на место и закрывается кожухами.

Ремонт рулевой колонки требует высокой квалификации мастера

Исправность рулевого управления крайне важна для безопасности движения. Регулярная диагностика и обслуживание этой системы с использованием качественных расходников помогут избежать серьезных поломок. Если поломка все же произошла, необходим незамедлительный ремонт: в зависимости от характера повреждений отдельные узлы системы можно ремонтировать или заменять целиком. Если поломки достаточно серьезные и вашей квалификации не хватает для их устранения, следует обратиться к специалистам, ведь управлять автомобилем после кустарного ремонта очень опасно.

К рулевому управлению предъявляют следующие требования

1. Обеспечение высокой маневренности, при которой возможны крутые и быстрые повороты на сравнительно ограниченных площадях.
2. Легкость управления, оцениваемая усилием, прилагаемым к рулевому колесу.
3. Высокая степень надежности действия, поскольку выход рулевого управления из строя в большинстве случаев заканчивается аварией или катастрофой.
4. Правильная кинематика поворота, при которой колеса всех осей автомобиля катятся по концентрическим окружностям (невыполнение этого требования приводит к скольжению шин по дороге, интенсивному их изнашиванию, излишним расходам мощности двигателя и топлива).
5. Умеренное ощущение толчков на рулевом колесе при езде по плохим дорогам, что снижает безопасность движения.
6. Точность следящего действия, в первую очередь кинематического, при котором любому заданному положению рулевого колеса будет соответствовать вполне определенная заранее рассчитанная крутизна поворота.
7. Отсутствие в рулевом управлении больших зазоров, приводящих к плохому держанию автомобилем дороги, к его вилянию.

Рулевое управление машины с передними управляемыми колесами состоит из переднего моста, трапеции управления, рулевого привода и рулевого механизма (рисунок а). Передние колеса устанавливают на цапфах 13, соединенных с передней осью шкворнями. Все это образует передний мост.

На цапфах закреплены рычаги 11, связанные шарнирно с поперечными тягами 12, Рычаги 11 и поперечные тяги 12 с передней осью 14 составляют трапецию управления, предназначенную для поворота колес.

Тяги 22 соединены с рулевой сошкой 15, сидящей на валу 10 с закрепленным на нем зубчатым сектором 8. Рулевая сошка и вал 10 образуют рулевой привод, передающий усилие от сошки к поворотным цапфам.

Зубчатый сектор 8 находится в зацеплении с поршнем-рейкой 7, укрепленной на винте 6 гидроусилителя, и образует рулевой механизм. Действие рулевого механизма облегчается гидравлическим усилителем. Усилие к рулевому механизму передается от рулевого колеса 2, сидящего на валу 4, через карданную передачу 5 на винт 6.

В рулевых механизмах применяют передачи типа червяк ролик, червяк — сектор, червяк — червячная шестерня и др. Передачи первого типа наиболее распространены в рулевых механизмах тракторов и грузовых автомобилей.

На отечественных автомобилях принято левое (по ходу) рулевое управление, обеспечивающее лучший обзор. У тракторов рулевое управление расположено справа, благодаря чему создаются условия для лучшего наблюдения за работой агрегата и более точного его вождения при выполнении ряда технологических операций (пахота, косьба и т. д.).

С целью облегчения управления трактором или автомобилем применяют усилители рулевого управления преимущественно гидравлического типа (в тракторах К-701, Т-150К, МТЗ-80, ЛТЗ-55, в автомобиле ЗИЛ-130).

Управляемые (направляющие) колеса трактора (автомобиля) должны быть установлены правильно, чтобы износы шин и затраты мощности на качение были наименьшими, устойчивость — хорошей, а управление — легким. Установка управляемых (передних) колес характеризуется их развалом в вертикальной плоскости и схождением в горизонтальной, а также наклоном шкворней поворотных цапф в продольной и поперечной плоскостях.

Развал колес (рисунок б) определяется установкой цапф колес с наклоном их шипов вниз. Это позволяет уменьшить нагрузки на внешний подшипник и улучшить управляемость. Угол развала колес различных машин а

Схождение колес (рисунок г) находят по разнице размеров А и Б между серединами колес впереди и сзади, если смотреть на них сверху. Схождение колес обеспечивает правильное параллельное качение их при наличии развала и зазоров в шкворнях, рулевых тягах и подшипниках колес. В руководстве по каждой машине указывают требуемые размеры А и Б, которые проверяют специальными приспособлениями и регулируют, изменяя длину поперечной тяги рулевого управления. Схождение колес находится в пределах 2…12 мм.

Поперечный в (рисунок б) и продольный у (рисунок в) наклоны шкворня способствуют повышению устойчивости колеса в среднем положении. Угол у, характеризующий поперечный наклон шкворня, составляет у автомобилей 6…8° и определяется соответствующей формой передней оси. Угол у, характеризующий продольный наклон шкворня, изменяется в пределах 0…40 и определяется установкой цапфы передней оси в наклонном положении. Углы наклона шкворней в процессе эксплуатации машин регулировкам не подлежат.

Причин ы стука рул ево й рейки

Причинами появления стука в рулевой рейке могут быть:

• Ослабленные крепёжные соединения.
• Износ опорной втулки.
• Образование люфта в подшипниках.
• Износ зубцов рейки.
• Поджимной сухарь соприкасается с корпусом рулевой рейки по причине изнашивания антифрикционной накладки.

Как самостоятельно опре делить причину стука в р улевой рейке?

Можно провести диагностику на СТО или сделать это своими силами. Во втором случае последовательность действий будет следующей:

1. Найдите ассистента, который будет вам помогать. Одному осмотреть рейку невозможно;
2. Убедитесь, что мотор не работает, поставьте машину на «ручник» и попросите ассистента сесть на место водителя;
3. Залезьте под машину и найдите рулевую рейку, затем скажите ассистенту, чтобы он покрутил руль влево-вправо;
4. Если рейка с ГУР, оцените состояние шлангов на предмет протечек. Также проверьте уровень жидкости и её прозрачность;
5. Проверьте, не повреждены ли пыльники, а также нет ли где-нибудь подтёков смазки;
6. Если по итогу выполнения двух предыдущих пунктов нареканий нет, прислушайтесь, откуда исходит стук. Скорее всего, дело в подшипниках или износе зубцов рейки. Рулевую рейку придётся снимать и перебирать, а то и менять целиком;
7. Теперь можно переходить к ремонту повреждённого узла своими силами или отправляться в автосервис.

Ремонт и техническое обслуживание

Годами эксплуатации было доказано, что рулевое управление на автомобилях ВАЗ 2107 обладает внушительной надежностью. Однако это не отнимает тот факта, что машине требуется периодический осмотр и ремонт.

При проведении технического обслуживания важно проверить увеличение люфта, а также повышенный износ шаровых шарниров. Для этого нужно повернуть из одной стороны в другую руль

Если колеса не реагируют, когда руль поворачивается на 5 градусов относительно своего начального положения, это говорит о сильном износе. Здесь потребуется ремонт рулевой колонки на ВАЗ 2107.
Чтобы не потребовался срочный и достаточно дорогой ремонт рулевого редуктора на автомобиле ВАЗ 2107, необходимо менять в картере червячного редуктора масло. Делается это с периодичностью в 60 тысяч километров. Через сальники может наблюдаться течь, потому их тщательно проверяют 2-3 раза за год. Это одно из слабых мест системы.
Маятниковый рычаг следует осмотреть путем медленного вращения рулевого колеса из стороны в сторону. Если детали перемещаются в вертикальной плоскости, значит, требуется оперативное вмешательство.

При обнаружении любых неисправностей, поломки следует немедленно устранить.

Для этого привод и механизм рулевого управления демонтируют полностью, либо частично. Все зависит непосредственно от характера поломки.

Проверьте, какие детали имеют дефекты, что вышло из строя. Инспекция требуется для каждого составляющего элемента механизма. Если детали износились, пытаться их отремонтировать не имеет смысла. Выход только один — выполнение полноценной замены износившихся компонентов рулевой системы на автомобиле волжской компании.

При возникновении проблем с рулевым управлением, желательно обратиться на профессиональные станции технического обслуживания.

Фото редуктара рулевого механизма ВАЗ 2107

Своими руками допускается замена редуктора, но процесс сложный и требует хотя бы минимального опыта и навыков.

ВАЗ «семерка» — это настоящая классика отечественного автомобилестроения. В отличие от современных LADA, они более надежные и долговечные, что доказано огромным присутствием этих автомобилей на наших дорогах.

Конечно, ВАЗ 2107 уже давно устарел, он не имеет гидроусилителя, для поворотов и маневров приходится прикладывать достаточное усилие. Но для ценителей это не проблема.

Рулевой редуктор это отдельный узел, состоящий из корпуса и вала входящего в этот корпус. Его назначение заключается в повороте колес автомобиля. А благодаря валу, входящего в его корпус, идет существенное уменьшение усилий, которое нужно приложить для поворота руля. Однако, система периодически выходит их строя и требуется ремонт рулевого редуктора.

Рулевой редуктор УАЗ буханка, устройство и работа

Существует в автомобиле механизм, который придумали еще в самом начале автомобилестроения – это рулевой редуктор.

Главное предназначение этого механизма такое же, как у известного всем усилителя руля, а именно, помогать водителю поворачивать руль, компенсируя сопротивление колес.

Данный механизм сделан как отдельный агрегат рулевой системы. Состоит он либо из зубчатых колес, либо представлен в форме червячного вала.

Механизм работы и устройство редуктора

Устройство рулевого редуктора УАЗ

Данный текст будет посвящен общему принципу работы редуктора, и разборе данного механизма на конкретном примере, а именно на знаменитой машине “УАЗ 469” или как его еще называют – “буханка”.

Начнем с того что, подавляющее большинство редукторов, если не все, сделаны из цельного чугуна и сварены при помощи стали. Использование именно этих материалов дает необходимые параметры жесткости и прочности этому механизма, ввиду специфики его устройства.

Под запаянным чугуном находятся довольно простые элементы передачи: зубчатые колеса, валы, подшипники, ремни, шестерни и т.д. Также возможны комплектации, в которых предусмотрено расположение смазывающего элемента внутри механизма.

Он входит в комплектацию абсолютно всех современных автомобилей с системой редуктора на руле, в том числе и в УАЗ 469 (буханка). Эти системы предполагают передачу крутящего момента при помощи червячной передачи, состоящей в основном из специального винта-червяка и зубчатого червячного колеса.

Так называемый “червяк” установленный в редукторе “УАЗ 469”, сделан в качестве литой детали из прочнейшего сплава.

Внешне он выглядит как сердцевина во всем известной мясорубке, говоря же с использованием терминов, резьба на червяке выполнена в трапецеидальной форме.

Зубчатые колеса для редукторов такой мощности, как в УАЗ 469 буханка делают из прочных материалов, обычно это либо чугун, который не рвется под большим усилием, либо прочный сплав стали, из них сделан сердечник.

Зубья же делают из специальных антифрикционных материалов повышенной прочности.

Червячная передача наиболее эффективна в машинах, где предполагаем высокий показатель крутящего момента в сочетании с небольшой угловой скоростью.

Преимущества и недостатки рулевого редуктора

К плюсам, которые имеет редуктор автомобиля УАЗ 469 относятся четыре фактора:

1. Самоторможение;

Высокий коэффициент придаточного отношения, притом, что используются всего две детали;

Довольно небольшой уровень шума, создаваемый при работе механизма;
Плавный ход.

Схема рулевой редуктор УАЗ

Также существенным преимуществом редуктора червячного типа, если сравнивать его с зубчатым является то, что контакт между звеньями осуществляется по всей длине линии, а не в одной точке, как у зубчатого. Также огромным плюсом является компактность червячного механизма, это притом, что передаточное отношение идентично у обеих систем.

Что касается минусов, то они довольно существенны:

1. Такой редуктор имеет высокий уровень износа;
2. Он выделяет большое количество тепла, ввиду большой силы трения деталей;
3. Механизм довольно часто заедает;
4. А также вырабатывает сравнительно низкий КПД.

Чтобы механизм меньше заедал и меньше изнашивался, его нужно постоянно регулировать, ухаживать за ним, и необходимы соблюдения всех нюансов при сборке

Однако и в этом случае, полностью избавиться от недостатков не получится, даже если брать во внимание более новую машину “УАЗ патриот”

Нюансы ремонта и износа редуктора

В нашей жизни ничто ни вечно, как бы печально это ни звучало. Любой, даже самый надежный механизм выходит из строя, ломается и хорошо если после этого, подлежит ремонту. Червячный редуктор, установленный на УАЗ буханка или Патриот не исключение.

Самая частая неприятность, с которой сталкиваются владельцы автомобиля с этим рулевым механизмом – это протекание редуктора. Течь он может по двум причинам:

• Коррозия первичного вала;
• Протекание сальника.

В обоих случаях главным симптомом “болезни” является потекшее мало, которое можно обнаружить непосредственно под вашим УАЗ 469 буханка. Но сложность ремонта будет разной. В первом случае придется шлифовать вал и провести операцию термонапыления. Вторая проблема решается легче, придется просто поменять прокладки и манжеты на сальнике, старые, можно будет просто выкинуть.

Еще одна проблема в редукторах на УАЗ буханка и Патриот – это ощущение, что руль стал туго проворачиваться. В этом случае придется посетить ближайшее СТО, где вам измеряют уровень прилагаемых усилий при повороте руля, и вынесут вердикт. Собственными руками ремонт лучше не проводить, ведь нужна специальная аппаратура и конечно, знания.

Как появился гидроусилитель руля автомобиля

Самый первый усилитель руля, о котором чаще всего вспоминают специалисты, появился еще в 1823 году, изобретенный Робертом Гюрней. Впервые о гидравлическом усилителе рулевого механизма в СССР заговорили еще 1950 году, а в 1958 году его впервые установили на автомобиль высокого класса (премиальный по современным меркам) ЗИЛ-111. Чаще всего этот автомобиль использовали для транспортировки первых лиц государства СССР, комфорт должен был быть соответственным.

Сегодня же гидроусилитель рулевого управления можно встретить в любом автомобиле, даже самой простой базовой комплектации. В некоторых автомобилях могут установить электроусилитель руля или же гидроэлектроусилитель, но вот обычный гидроусилитель руля остается самым распространенным. С тем как менялись автомобили и их устройство, инженеры дорабатывали ГУР, его устройство и характеристики. Рассмотрим более подробно устройство и принцип работы механизма.

Рулевое управление – что это?

Под этими словами понимают систему, с помощью которой производится изменение направления движения транспортного средства. Состоит она из привода (в его составе – поворотные рычаги, а также рулевые тяги) и рулевого механизма. Последний может выполняться в разных видах, при этом самыми известными типами рулевого механизма нынче признается червяк-ролик, винт-гайка и рейка-сектор.

• в бачке гидроусилителя снижается уровень жидкости;
• руль при повороте заедает либо издает щелчки, ощущаются рывки при вращении, которое, кроме того, требует существенных усилий;
• раздается шум из-под капота, когда рулевое колесо вращается на неподвижном транспортном средстве (такой шум больше напоминает гул).

Ежегодно, вне зависимости от того, как «чувствует» себя рулевой механизм вашего автомобиля, необходимо обследовать рулевые тяги на предмет нормального функционирования и степени износа их шарниров, наконечников, колпачков, выполняющих защитную функцию, и чехлов, оберегающих механизм от пыли и воды.

Несколько слов об устройстве рулевой рейки…

Различают несколько основных видов рулевых реек — механическая и гидравлическая (гидроусилитель руля — ). Первая — свойственна первым отечественным моделям, отпрыски которых выпускаются и по сей день. Механическая рейка со временем была заменена гидравлической по причине более совершенного механизма преемницы и более удобного управления. Чуть позже появился и третий тип рулевой рейки — электрический (ЭУР). Данная модификация работает без гидравлики, ее роль выполняет электромоторчик. Недостатком ЭУР является высокая стоимость и сложность механизма, ремонт которого не каждому под силу. Более детально об отличиях и особенностях ГУР и ЭУР читайте в .

Рулевая рейка состоит из таких механизмов:

• Рулевые тяги и наконечники . Крепятся они к выдвижным механизмам рулевой рейки, с их помощью осуществляется поворот колес;
• Шестерни и зубчатая планка . Посредством шестерен и планки осуществляется передача усилия от руля на рулевые тяги, а также управление парой колес;
• Картер . Его также называют корпусом, чаще всего выполнен из алюминия, в нем располагаются основные детали рейки;
• Система пружин . Необходимы они для плотного прилегания рейки к шестерне, если пружины исправны, люфт и свободный ход руля практически отсутствует;
• Подшипники . Необходимы для легкости осуществления маневров и поворотных движений рейки;
• Ограничители . Посредством ограничителей определяется максимальное значения поворота (хода рулевой рейки) от правого края к левому.

Конструкция рулевой рейки

может отличаться в зависимости от производителя, например рейка BMW, доработка которой запатентована, объединяет рулевую рейку и планетарный механизм, что дало возможность автоматически менять настройки рулевого управления в зависимости скорости движения автомобиля. Есть правда и негативные стороны таких экспериментов, например, во время езды по плохим дорогам, механизм очень быстро приходит в негодность. Причем стоимость ремонта такой рейки именитого бренда может составлять порядка половины стоимости всей детали.

Основные типы приводов и рулевых механизмов

Рулевой механизм.

предназначен для поворота управляемых колес с небольшим усилием на рулевом колесе. Что достигается за счет увеличения передаточного числа рулевого механизма. Однако передаточное число ограничивается количеством оборотов рулевого колеса. Если выбрать передаточное число с количеством оборотов рулевого колеса больше 2-3, то существенно увеличивается время поворотаавтомобиля, что является недопустимым в условиях движения. В следствии этого производят огрничение передаточного числа в рулевых механизмах в пределах 20-30, а для уменьшения усилия на рулевом колесе в рулевой механизм или привод встраивают усилитель.

Ограничение передаточного числа рулевого механизма также связано со свойством обратимости (способностью передавать обратное вращение через механизм на рулевое колесо). При больших передаточных числах увеличивается трение в зацеплениях механизма, свойство обратимости пропадает и самовозврат управляемых колес после поворота в прямолинейное положение оказывается невозможным.

Рулевые механизмы в зависимости от типа рулевой передачи разделяют на:

• • червячные,
• • винтовые,

• шестеренчатые.

Рулевой механизм с передачей типа червяк — ролик имеет в качестве ведущего звена червяк, который закреплен на рулевом валу, а ролик установлен на роликовом подшипнике на одном валу с сошкой. Для полного зацепление при большом угле поворота червяка, нарезку червяка выполняют по дуге окружности — глобоиде. Такой червяк называют глобоидным.

В винтовом механизме вращение винта, связанного с рулевым валом, передается гайке, заканчивающейся рейкой, зацепленной с зубчатым сектором, а сектор установлен на одном валу с сошкой. Данный рулевой механизм образован рулевой передачей типа винт-гайка-сектор.

В шестеренчатых рулевых механизмах рулевая передача образуется цилиндрическими или коническими шестернями, к ним же относят передачу типа шестерня-рейка. В последних цилиндрическая шестерня связана с рулевым валом, а рейка, зацепленная с зубьями шестерни, выполняет роль поперечной тяги. Реечные передачи и передачи типа червяк-ролик преимущественно применяют на легковых автомобилях, так как обеспечивают сравнительно небольшое передаточное число.

Рулевой привод.

Конструкции рулевого привода различают по расположению рычагов и тяг, составляющих рулевую трапецию, по отношению к передней оси. Если рулевая трапеция находится впереди передней оси, то конструкция рулевого привода называется передней рулевой трапецией, при заднем расположении — задней трапецией. Большое влияние на конструктивное исполнение и схему рулевой трапеции оказывает конструкция подвески передних колес.

При зависимой подвеске рулевой привод имеет более простую конструкцию, так как состоит из минимума деталей. Поперечная рулевая тяга в этом случае сделана цельной, а сошка качается в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. Можно сделать привод и с сошкой, качающейся в плоскости, параллельной переднему мосту. В следствии этого продольная тяга будет отсутствовать, а усилие от сошки передается прямо на две поперечные тяги, связанные с цапфами колес.

При независимой подвеске передних колес схема рулевого привода конструктивно сложнее. В данном случае появляются дополнительные детали привода, которых нет в схеме с зависимой подвеской колес. Изменяется конструкция поперечной рулевой тяги. Она сделана расчлененной, состоящей из трех частей: основной поперечной тяги 4 и двух боковых тяг — левой и правой. Для опоры основной тяги служит маятниковый рычаг, который по форме и размерам соответствует сошке . Соединение боковых поперечных тяг с поворотными рычагами цапф и с основной поперечной тягой выполнено с помощью шарниров, которые допускают независимые перемещения колес в вертикальной плоскости. Рассмотренная схема рулевого привода применяется главным образом на легковых автомобилях.

Рулевой привод, являясь частью рулевого управления автомобиля, обеспечивает не только возможность поворота управляемых колес, но и допускает колебания колес при наезде ими на неровности дороги. При этом детали привода получают относительные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и на повороте передают усилия, поворачивающие колеса. Соединение деталей при любой схеме привода производят с помощью шарниров шаровых либо цилиндрических.