Для чого слугує кермовий механізм. Рульовий механізм черв'ячного типу

Найважливішою частиною кермового управління будь-якого автомобіля є кермовий механізм, який ми скорочено називатимемо РМ. Як його головна функція виступає збільшення прикладеного до автомобільному кермузусилля, а також його передача до кермового приводу. З погляду механіки цей процес виглядає як перетворення обертальних рухів керма в поступальні рухи кермових тяг.

Для забезпечення безперебійності та точності перебігу даного процесу, сучасний РМ повинен відповідати таким вимогам:

• мати високим ступенемнадійності;
• мати незначні за розмірами технологічні проміжки для забезпечення вільного обертання рульового колеса;
• мати можливість довільного повернення керма в нейтральне положення після припинення дії на нього м'язового зусилля рук водія;
• мати оптимальне передатне число, яке визначає відношення між кутом повороту керма та зусилля, що прикладається до нього.

Влаштування кермового механізму

Рульовий механізм (РМ) має досить складний пристрій, а найголовнішою його частиною є редуктор, що складається із зубчастих коліс. Залежно від марки та моделі автомобіля редуктор може бути поміщений у корпус із звареної високоміцної сталі або литого чавуну. Крім зубчастих коліс, у ньому розміщуються й інші елементи: підшипники, вали. У деяких різновидах редукторів всередині корпусу можуть бути розміщені пристрої для автономного змащення зачеплень і підшипників.

Різновидів редукторів у наш час досить багато. Слід навести деякі з них з урахуванням критерію класифікації:

• тип передачі – «черв'якові» та зубчасті
• форма зубчастих коліс - конічні, циліндричні та конічно-циліндричні;
• розташування валів – горизонтальні та вертикальні;
• особливість кінематичної схеми – роздвоєний ступінь та розгорнута співвісна схема;
• число ступенів – одно- та двоступінчасті.

Типи кермових механізмів:

1. Рейковий РМ

Найбільш поширеним у наш час типом РМ ​​є рейковий. Причина такої популярності криється у відносній простоті конструкції, його невеликій масі, низькій собівартості виробництва, високому ККД і невеликій кількості шарнірів і тяг, що значно зменшує частоту поломок. Крім цього, розташування цього типу кермового механізму поперек корпусу авто звільняє місце в підкапотному просторідля розміщення в ньому інших механізмів та вузлів, наприклад, трансмісії, двигуна і т.д. Рейкове управлінняє досить жорстким, тому забезпечує досить високу маневреність автомобіля.

Має рейковий механізм і ряд недоліків. Серед них найбільш серйозними є:

• складність технології встановлення на авто, що мають залежну підвіску керованих коліс;
• висока віброактивність кермового керування;
• підвищена сприйнятливість ударів підвіски.

Складається рейковий кермовий механізм із вкладиша, чохла, пружин, кульового пальця, кульового шарніра, упорів, шестерень і безпосередньо кермової рейки. Рейкові шестерні розташовуються в трубці з металу, з кожного боку якої виступає сама рейка. Рульовий наконечник з'єднаний із кожною з її сторін. Ведуча ж шестерня кермового механізму пов'язана з валом рульової колонки, який при обертанні керма також починає повертатися, і тим самим рухає рейку.

Черв'яковий РМ

На легкові автомашини, що мають залежну підвіску керованих коліс, а також малотоннажні вантажівки та автобуси, автомобілі з підвищеною прохідністю встановлюють інший тип кермового механізму - "черв'ячний". Сучасний варіант складається з ролика, «черв'яка», який має змінний діаметр (його ще називають глобоїдним «черв'яком») і з'єднаний з кермовим валом. Поза корпусом механізму знаходиться важіль (сошка), який з'єднаний з тягами рульового приводу. Під час обертання керма відбувається катання ролика по «черв'яку» і хитання важеля (сошки), що надає руху керовані колеса.

Головними відмінностями «черв'ячного» механізму від рейкового виступають його менша чутливість до ударів підвіски та більші. максимальні кутиповороту коліс. Недоліками такого механізму є його дорожнеча виготовлення та необхідність у постійному регулюванні.

Гвинтовий РМ

На багатотоннажних вантажних автомобілях, великих автобусахта деяких легкових автомашинах представницького класу використовується гвинтовий кермовий механізм. Він складається з таких конструктивних елементів:

• гвинта, що розташовується на рульовому валу;
• гайки, що переміщається валом;
• зубчастої рейки, яка нарізана на гайці;
• зубчастого сектора, з'єднаного з рейкою;
• кермової сошки, яка розташовується на валу сектора.

Головною ж особливістю механізму є з'єднання гвинта та гайки за допомогою кульок, що веде до серйозного зменшення тертя та зносу. Сам принцип роботи багато в чому нагадує принцип роботи «черв'ячного» кермового механізму. Під час обертання керма відбувається поворот рульового валу і гвинта, розташованого на ньому, який рухає гайку, все це супроводжується циркуляцією кульок. Гайка через зубчасту рейку зсуває зубчастий сектор, а з ним і рульову сошку.

Гвинтовий кермовий механізм має високий ККД і може передавати великі зусилля.

Як перевірити працездатність РМ?

Як і у випадку з іншими елементами кермового керування регулярна перевіркапрацездатності кермового механізму є найважливішим завданням кожного автовласника, адже від цього безпосередньо залежатиме безпека пересування на автомобілі.

Насамперед, слід перевіряти люфт рульового колеса. Перевірка проводиться як вручну, так і із застосуванням спеціального приладу – динамометра-люфтометра. Його потрібно закріпити на обід колеса і прикласти силу, рівну 10 Н. Треба зробити заміри зазорів в шарнірах кермових тяг і «черв'ячних» підшипниках. У тому випадку, якщо автомобіль обладнаний підсилювачем керма (так зване ГУР), то така перевірка повинна проводитися при працюючому моторі.

Візуальний огляд також є важливим складником діагностики працездатності РМ. У його ході потрібно особливу увагу приділити стану захисних чохлів кульових шарнірів, тому що через тріщини в них у кермовий механізм проникає бруд, що може призвести до його некоректної роботи, поломки і навіть руйнування. За найменших сумнівів у належній роботі РМ необхідно звернутися до спеціалізованого автосервісу.

Як зняти кермовий механізм та як його встановити?

Процес зняття та встановлення кермового механізму розглянемо на прикладі ВАЗ 2106, на якому застосовується «черв'ячний» тип. Для цього знадобиться наступний інструмент:

• 2 ключі "на 13";
• ключ "на 22";
• плоскогубці;
• знімач кульових пальців.

Сам процес зняття механізму буде наступним:

1. Першим кроком потрібно зняти кермовий вал.
2. Після цього від'єднати ліву бічну та середню кермові тяги і відвести їх на всі боки.
3. Далі одним ключем «на 13» притримуючи болти кріплення рульового механізму від провертання, другим відвернути гайки і зняти їх разом з шайбами.
4. Після чого, притримуючи механізм рукою, треба вийняти болти кріплення, залишивши при цьому кермовий механізм лежати на лонжероні.
5. Витягнути його через підкапотний простір.

Новий РМ встановлюється в зворотному порядку, але з урахуванням деяких нюансів: не слід щільно затягувати болти кріплення кронштейна кермового валу та гайки на компенсаторі, а також болти кріплення картера кермового механізму до лонжеронів. Це робиться з тією метою, щоб встановити новий механізм у правильне положення.

Виробляється це за допомогою дво- або триразового обертання рульового колеса різні сторони, при цьому відбудеться самоустановка механізму та кермового валу.

Після цього можна розпочинати контрольне затягування всіх елементів кріплення. Фінішним етапом буде перевірка наявності масла в рульовому механізмі автомобіля.

Після цього необхідно провести регулювання механізму.

Регулювання кермового механізму

Найпопулярніший тип рульового механізму (рейковий) іноді потребує регулювання. Причиною цього, як уже згадувалося вище, є висока сприйнятливість механізму до купин, ям та вибоїн, яких на наших дорогах досить багато. На більшості моделей сучасних автомобілів регулювання рейки можна зробити самотужки.

Процес регулювання здійснюється за допомогою регулювального гвинта, який найчастіше розташовується на торцевій кришці РМ. Для полегшення доступу до нього краще скористатися оглядовою ямою, естакадою або підйомником, інакше доведеться трохи полежати на землі. Якщо регулювання проводиться на домкратах, перед підйомом слід виставити передні колеса в рівному положенні.

Після проведення підготовчих заходів треба виміряти люфт, максимальний показник якого не повинен перевищувати 10 градусів. Далі потрібно зробити підтяжку регулювального гвинта, причому робити це необхідно плавно і повільно, постійно контролюючи люфт за допомогою динамометра-люфтометра. Після завершення регулювання слід перевірити хід рульового колеса в русі, і якщо він занадто тугий, необхідно трохи послабити регулювальний гвинт.

Як самостійно полагодити кермовий механізм?

Деякі несправності в РМ можна усунути, не вдаючись до його заміни. Про деякі способи йтиметься далі. Якщо спостерігається текти, це може свідчити про відсутність герметичності в з'єднаннях трубок циліндра або несправності сальника, а також корозії вала редуктора. Для усунення цієї несправності необхідно провести повну перебирання агрегату. Якщо причина в сальниках і прокладках, необхідно їх замінити на нові, а якщо справа полягає в серйозній корозії валу, то його слід відшліфувати і за допомогою газотермонапиления відновити до вихідних розмірів.

Сильний люфт може вказувати на вихід з ладу та зношування таких деталей РМ як, наприклад, картер, шарніри або підшипник гвинта. Причиною люфту може бути кривий картер або вал. Щоб усунути цю несправність, потрібна, знову ж таки, повна перебирання вузла, в ході якої буде потрібно замінити зношені деталі.

Сильний стукіт у редукторі РМ говорить зазвичай про знос ударних підшипників. Тобто знадобиться їхня заміна на нові. Але це може бути свідченням і такої несправності як викривлення валу або серйозне зношування шарнірів. Для точної діагностики може знову знадобитися повна перебирання вузла.

Середні ціни на ремонт РМ в Росії та СНД

Однак на усунення неполадок у кермовому механізмі не завжди є вільний час, та й багато ремонтних операцій вимагають наявності досить серйозних навичок в автослюсарній справі, тому звернення до послуг фахівців в автосервіси бачиться правильним вибором.

Кінцева вартість сервісних робіт залежатиме не тільки від серйозності поломки, а й марки/моделі автомобіля, терміновості та деяких інших факторів. У середньому ж, вартість (без урахування вартості елементів, що замінюються) деяких робіт, пов'язаних з обслуговуванням рульових механізмів, в автомайстернях Росії та країн ближнього зарубіжжя в перерахунку на рублі така:

• заміна кермового механізму, що має підсилювач керма - від 700 рублів;
• заміна силового циліндра – від 500 рублів;
• ремонт силового циліндра – від 300 рублів;
• заміна кермових наконечників - від 400 рублів;
• заміна пальців вкладиша – від 100 рублів;
• заміна кермової рейки - від 2000 рублів;
• регулювання кермової рейки – від 200 рублів;
• ремонт кермової рейки без зняття механізму з авто – від 1000 рублів;
• заміна кермової трапеції - від 1000 рублів;
• заміна пильовиків кермового механізму - від 1800 рублів.

Середні ціни на нові РМ у Росії та країнах СНД

Іноді робити ремонт рульового механізму недоцільно, а іноді й просто неможливо, наприклад, після серйозної ДТПтому може знадобитися придбання нового вузла на заміну старому. Природно, що вартість нового кермового механізму залежить не тільки від його типу, а й марки та моделі автомобіля, оригінальності самого механізму, адже на багато популярні моделіАвтомобільними (і не дуже) виробниками запчастин випускаються неоригінальні кермові механізми.

Середня ж вартість на нові кермові механізми по Росії та країнам ближнього зарубіжжя у перерахунку на вітчизняну валюту така:

• на задньопривідні автомобілі вітчизняного виробництва(ВАЗ 2105, 2107, 2106, ІЖ Ода) - від 2000 рублів;
• на передньопривідні автомобілі вітчизняного виробництва (ВАЗ 2109, 2114, Пріора, Гранта, Каліна, Largus) - від 2500 рублів;
• на бюджетні автомобілі іноземного виробництва(KIA Ria, Renault Logan, Toyota Corolla, Hyundai Accent (Solaris), Ford Fiesta,) - Від 7 000 рублів;
• на автомобілі іноземного виробництва бізнес-класу (Ford Mondeo, Toyota Camry, Volvo S40) - від 12 000 рублів;
• на автомобілі іноземного виробництва преміум-класу (Mercedes S-classe, BMW 7, Audi A8) – від 22 000 рублів;
• на вантажні автомобілі вітчизняного виробництва (КамАЗ, ГАЗ) - від 25000 рублів.

Варто додати, що у зв'язку зі змінами курсів основних іноземних валют вартість рульових механізмів на автомобілі іноземного виробництва може змінюватися у більшу або, як це не дивно, в меншу сторону.

Доатегорія:

Технічне обслуговування автомобілів

Рульовий механізм та привід автомобіля

Рульовий механізм. Для перетворення обертального руху рульового валу в рух сошки і збільшення посилення, що передається від рульового колеса до рульової сошки, служить рульовий механізм. Наявність у кермових механізмах великого передавального числа (від 15 до 30) полегшує керування автомобілем. Передавальне число визначається відношенням кута повороту кермового колеса до кута повороту керованих коліс автомобіля.

Мал. 1. Рульове керування автомобілів:
а - залежна підвіска передніх коліс; б - незалежна підвіска

Мал. 2. Рульовий механізм автомобіля ГАЗ-53А

Рульові механізми поділяються на черв'ячні, гвинтові, комбіновані та рейкові (шестеренні). Черв'якові механізмибувають з передачею черв'як-ролик, черв'як-сектор та черв'як-кривошип. Ролик може бути дво- або трьох-гребеневий, сектор - дво-і багатозубий, кривошип - з одним або двома шипами. У гвинтових механізмах передача зусиль проводиться за допомогою гвинта та гайки. У комбінованих механізмах передача зусиль здійснюється через такі вузли: гвинт, гайка – рейка та сектор; гвинт, гайка та кривошип; гайка та важіль. Рейкові механізмивиконані з шестерні та зубчастої рейки. Найбільш поширена передача глобоїдальний черв'як - ролик на підшипниках кочення. У такій парі значно зменшено тертя та знос та забезпечено дотримання необхідних зазорів у зачепленні. Кермові механізми такого типу застосовують на більшості автомобілів сімейства ГАЗ, ВАЗ, АЗЛК та ін.

Черв'яковий кермовий механізм, встановлений на автомобілях ГАЗ-БЗА, має глобоїдальний черв'як і тригребневий ролик, що знаходяться в зачепленні. Черв'як напресований на порожнистий вал і встановлений у картері кермового механізму на двох конічних роликових підшипниках. Ролик обертається на осі у голчастих підшипниках. Вісь ролика запресована в головку вала сошки, який обертається у втулці та циліндричному роликовому підшипнику. На дрібні конічні шліци кінця валу посаджено сошку. Зачеплення ролика з хробаком залежить від положення регулювального гвинта, який фіксується стопорною шайбою, штифтом і ковпачковою гайкою, навернутою на гвинт.

Рульовий вал поміщений у трубу (кермо), нижній кінець якої кріпиться до верхньої кришки картера. У верхній частині рульової колонки встановлений радіально-упорний підшипник рульового валу, який має дрібні конічні шліци для встановлення рульового колеса. Олію в картер рульового механізму заливають через отвір, що закривається різьбовою пробкою. Такого типу кермові механізми встановлюються на автомобілях ГАЗ-24 Волга, ГАЗ-302 Волга, ГАЗ-66, автобусах ЛАЗ-695Н та ін.

Гвинтовий кермовий механізм, що встановлюється на автомобілях ЗІЛ-130, складається з картера, що представляє одне ціле з циліндром гідропідсилювача, гвинта з кульковою гайкою та рейки-поршня із зубчастим сектором.

Мал. 3. Рульовий механізм автомобіля ЗІЛ-130

Мал. 4. Рульовий механізм автомобіля МАЗ-5335

Сектор виконаний за одне ціле з валом кермової сошки. Картер закривається кришками 1,8 і 12. Гайка закріплена в рейці-поршні жорстко гвинтами. Гвинт з'єднується з гайкою кульками, які закладаються в канавці 6 гайки та гвинта.

Рульовий механізм з гвинтом і гайкою на кульках, що циркулюють, відрізняється малими втратами на тертя і підвищеним терміномслужби.

У корпусі клапана управління на гвинті встановлені два упорні кулькові підшипники, а між ними - золотник клапана управління. Зазор у цих підшипниках регулюється гайкою.

Зазор у зачепленні рейки-поршня і зубчастого сектора регулюють, зміщуючи вал рульової сошки гвинтом, головка якого входить в отвір соку вала і спирається на завзяту шайбу. Олію в картер рульового механізму зливають через отвір, що закривається магнітною пробкою.

При повороті кермового колеса гвинт пересуває кулькову гайку з рейкою-поршнем, вона повертає зубчастий сектор з валом сошки. Далі зусилля передається на кермовий привід, забезпечуючи поворот коліс автомобіля. Так працює рульове управліннябез гідропідсилювача, тобто при двигуні, що не працює.

Комбінований кермовий механізм, що встановлюється на автомобілі MA3-5335, складається з гвинта та кулькової гайки-рейки, що знаходяться в зачепленні із зубчастим сектором, вал якого є одночасно і валом сошки. Гвинт та гайка мають напівкруглі гвинтові канавки, які заповнені кульками. Для створення замкнутої системи для перекочування кульок в гайку-рейку вставлені штамповані напрямні, що запобігають випаданню кульок. Гвинт рульового механізму встановлений у картері у двох конічних підшипниках, а вал сектора – у голчастих підшипниках.

Кожен кермовий механізм характеризується передатним числом, яке для кермових механізмів вантажних автомобілівЗІЛ -130 та КамАЕ-5320 дорівнює 20,0, для автомобілів ГАЗ -53А - 20,5, для автомобілів MA3-5335-23,6, для автобусів РАФ -2203 - 19,1 та автобусів ЛАЗ -695Н-23,5 , а для легкових автомобілівзнаходиться у межах від 12 до 20.

На автомобілях сімейства КамАЗ, кермовий механізм типу гвинт-гайка скомпонований спільно з кутовим шестерним редуктором, який передає крутний момент від карданної передачі рульового валу на гвинт рульового механізму.

На автобусах ЛіАЗ-677М та ЛАЗ-4202 кутовий редукторслужить для передачі крутного моменту під прямим кутом від рульового колеса через карданний валдо кермового механізму типу черв'як-сектор.

Рейковий кермовий механізм отримав широке застосування на передньопривідних легкових автомобілях ВАЗ-2108 «Супутник» та АЗЛК-2141 «Москвич». Він порівняно простий у виготовленні і дозволяє зменшити кількість шарнірів кермових тяг.

Основними деталями такого кермового механізму є шестерня, нарізана на валу, та рейка, що знаходяться в зачепленні та поміщені в картер. При обертанні валу рульового колеса шестерня, обертаючись, пересуває в поздовжньому напрямку рейку, яка за допомогою шарнірів передає зусилля на кермові тяги. Рульові тяги через наконечник кермової тяги та поворотні важелі повертають керовані колеса.

Кермовий привід. Для передачі зусилля від кермового механізму до керованих колес і для правильного взаємного розташування коліс при повороті служить кермовий привід. Рульові приводи бувають із цільною трапецією (при залежною підвіскоюколіс) та з розчленованою трапецією (при незалежній підвісці). Крім того, рульова трапеція може бути задньою або передньою, тобто з поперечною тягою, розташованою позаду передньої балки або перед нею.

До деталей рульового приводу із залежною установкою коліс відносяться (див. рис. 16.2, а) рульова сошка, поздовжня тяга, важіль поздовжньої тяги, поперечна тяга та рульові важелі поворотних цапф.

Рульова сошка може хитатися по дузі кола, розташованого в площині, паралельній поздовжній осі автомобіля, або в площині, паралельній балці переднього мосту. В останньому випадку поздовжня тяга відсутня, а зусилля від сошки передається через середню тягу та дві бічні кермові тяги поворотним цапфам. Сошка кріпиться до валу на конусних шліцях за допомогою гайки на всіх автомобілях. Для правильної установкисошки при складанні на валу та сошці роблять спеціальні мітки. У нижньому кінці кермової сошки, що має конусний отвір, закріплений палець із поперечною тягою.

Поздовжня рульова тяга виготовляється із труби з потовщеннями по краях для монтажу деталей двох шарнірів. Кожен шарнір складається з пальця, вкладишів, що охоплюють сферичними поверхнямикульову головку пальця, пружини, обмежувача та різьбової пробки. При загортанні пробки головка пальця затискається вкладишами завдяки пружині. Пружина пом'якшує удари від коліс на кермо і усуває зазор при зносі деталей. Обмежувач 5 запобігає надмірному стиску пружини, а у разі її поломки не дозволяє пальцю вийти з шарніра.

Мал. 5. Рульовий механізм автомобіля ВАЗ-2108 «Супутник»

Рульові важелі з'єднуються з шарнірно тягами. Шарніри мають різну конструкцію та ретельно захищені від попадання бруду. Мастило потрапляє в них через масляни. У деяких моделях автомобілів у шарнірах тяг застосовують пластмасові вкладиші, що не потребують мастила в процесі експлуатації автомобіля.

Поперечна рульова тяга також має трубчастий переріз, на кінці якого навертають наконечники. Кінці поперечної тяги і відповідно шарнірні наконечники мають праву та ліву різьбленнядля зміни довжини тяги при регулюванні сходження коліс. Наконечники фіксуються на тязі стяжними болтами.

Мал. 6. Шарніри рульових тяг:
а - поздовжньої тяги; б, в - поперечної тяги

У поперечних кермових тягах встановлюються шарніри, у яких переміщення пальця допускається лише перпендикулярно до тяги. Поперечна рульова тяга при незалежній підвісці передніх коліс складається із середньої тяги та двох бічних, з'єднаних шарнірно.

Шарнір складається з кульового пальця, який може мати головку зі сферичними поверхнями або кульову, і двох ексцентрикових вкладишів, що притискаються до пальця пружиною, що утримується пробкою. При такому пристрої пружини не навантажуються силами, що діють на поперечну рульову тягу, і усунення зазору при зносі деталей шарніра відбувається автоматично. Кульові пальці встановлюють у конусні отвори важелів та закріплюють гайками.

На деяких легкових автомобілях застосовують кермові керування підвищеної безпеки з енергопоглинаючим пристроєм, які зменшують зусилля, які завдають травми водію при аваріях.

Так, на автомобілях ГАЗ-З02 «Волга» енергопоглинаючим пристроєм служить гумова муфта, що з'єднує дві частини кермового валу, а на автомобілях АЗЛК-2140 кермовий вал рульова колонкавиконані складовими, що дає можливість пересуватися рульовому валу трохи всередину салону при зіткненнях автомобілів.

Крім того, рульове колесороблять з утопленою маточкою і м'якою накладкою, що значно зменшує тяжкість травми, що отримує водій при ударі про нього. Можуть застосовуватися й інші пристрої, які підвищують травмобезпечність водія.

У автомобілях застосовують кермові механізми наступних типів: черв'як і сектор (автомобіль Урал-375), черв'як і ролик (тригребеневий на автомобілях ЗІЛ-164А та ЗІЛ-157 та двогребеневий на автомобілях ГАЗ-53А, ЗАЗ-965 «Запорожець», «Моск 408», М-21 «Волга» та ін.), гвинт та гайка та комбіновані. До останніх відносять механізми, що поєднують гвинт та гайку на циркулюючих роликах та рейку з сектором (автомобілі ЗІЛ-130, ЗІЛ-111, БелАЗ-540 та БелАЗ-548).

У механізмі черв'як та сектор застосовують як звичайний циліндричний черв'як, так і глобоїдальний черв'як з нарізною поверхнею, витки якої виконані по дузі кола з центром на осі обертання сектора. В останньому випадку навіть при крутих поворотах автомобіля між зубами сектора та хробаком зберігається невеликий зазор.

Механізм з циліндричним черв'яком та сектором показаний на рис. 6, а. З насадженим на нижньому кінці рульового валу черв'яком знаходиться в зачепленні зубчастий сектор, виготовлений як одне з валом рульової сошки.

На рис. 6 б зображений кермовий механізм типу черв'як і ролик. На нижньому кінці рульового валу є глобоїдальний черв'як, який знаходиться в зачепленні з двогребеневим роликом, що входить в зачеплення з витками черв'яка і сидить на осі, закріпленої у вилці 8 рульової сошки. Механізм цього є найбільш зносостійким і вимагає від шофера найменшої витрати зусиль при повороті.

Черв'як може працювати в парі з бічним сектором. У механізмах цього контакт між зубами відбувається над окремих точках, як і раніше розглянутих передачах, а, по лініям, що дозволяє передавати значно більші зусилля. Однак втрати на тертя та знос такої передачі великі. Крім того, механізм цього особливо чутливий до точності регулювання зачеплення.

Мал. 6. Основні типи кермових механізмів:
а - черв'як та сектор; б - черв'як та ролик; в - черв'як та бічний сектор; 1 - кермовий вал; 2 – циліндричний черв'як; 3 – зубчастий сектор; 4 – вал сошки; 5 - рульова сошка; 6 – глобоїдальний черв'як; 7 – ролик; 8 - вал кермової сошки; 9 - бічний зубчастий сектор

На рис. 7 зображено кермовий механізм типу черв'як та ролик з передавальним числом 20,5 автомобіля ГАЗ-53Ф.

До лівого лонжерону рами автомобіля прикріплений болтами чавунний картер рульового механізму, всередині якого розміщуються глобоїдальний черв'як, що знаходяться в зачепленні, і двогребеневий ролик. Опорами рульового валу з напресованим на його нижній кінець черв'яком служать циліндричний роликопідшипник у рульовій колонці і два конічні роликопідшипники в картері рульової передачі. Останні два підшипники не мають внутрішніх кілець та їх ролики працюють безпосередньо по поверхні черв'яка. Ролик посаджений на вісь на двох шарикопідшипниках, на внутрішнє кільце яких встановлено пружинне кільце. Вісь ролика запресована в головку валу рульової сошки і зміщена від осі черв'яка у бік кришки картера на 5,75 мм.

Сошка закріплена на дрібних шліцях валу гайкою із шайбою. Чотири здвоєні шліци забезпечують правильність з'єднання сошки з валом. Вал сошки обертається в циліндричному роликопідшипнику та втулці та може повертатися на кут 90°. Втулка міститься в картері, а підшипник - у його бічній кришці. Крім бічної, картер має також верхню та нижню кришки. Всередину картера через отвір, що закривається пробкою, заливається олія.

Картер кріпиться до кермової колонки хомутом та стяжним болтом. на верхньому кінцірульового валу кріпляться рульове колесо та кнопка сигналу. Провід сигналу проходить усередині кермового валу в трубці; між трубкою і валом встановлено кільце ущільнювача, притискане до трубки пружиною. Верхній кінець валу ущільнюється сальником, що підтискається пружиною. Вал сошки ущільнений сальниками.

Мал. 7. Рульовий механізм автомобіля ДАЕ-53Ф:
1 - кільце; 2 - внутрішнє кільце підшипників; 3 - кулька; 4 – вісь ролика; 5 - кільце ущільнювача; 6 – трубка; 7 - провід сигналу; 8 та 17 - пружини; 9 та 15 - кришки; 10 і - регулювальні прокладки; 12 - конічний роликопідшипник; 13 – картер; 14 – пробка; 16, 33 та 34 - сальники; 18 - кермовий вал; 19 - рульова колонка; 20 - глобоїдальний черв'як; 21 - двогребневий ролик; 22 - вал кермової сошки; 23 – болт; 24 - хомут; 25 а 32 - циліндричні роликопідшипники; 26 - бічна кришка; 27 - регулювальний гвинт; 28 – гайка; 29 - втулка; 30 - рульове колесо; 31 - рульова сошка

Зачеплення черв'яка та ролика можна регулювати, не розбираючи кермовий механізм, гвинтом, в паз якого входить хвостовик валу кермової сошки. Як зазначалося, осі ролика і черв'яка лежать у різних площинах; тому для зменшення зазору в зачепленні достатньо перемістити вал сошки у бік хробака шляхом вкручування гвинта. Збільшення зазору можна досягти шляхом викручування гвинта. Зовні на гвинт навернута ковпачкова гайка, що запобігає витіканню олії з картера через різьблення. Для запобігання виходу ролика із зачеплення з черв'яком служать внутрішні припливи в картері кермового механізму. Вони ж обмежують поворот валу кермової сошки. Осьовий зазор роликопідшипників регулюють шляхом видалення картонних зі спеціальним просоченням (товщиною 0,25 мм) та пергаментних (товщиною 0,10-0,12 мм) прокладок з-під кришки картера.

В автомобілі М-21 «Волга» кермовий механізм по конструкції такий самий.

В автомобілі ЗІЛ-164А застосовують кермовий механізм із черв'яком та тригребневим роликом, який збільшує можливі кути повороту кермової сошки без порушення зачеплення.

На рис. 8 показаний кермовий механізм автомобіля МАЗ-200 типу циліндричний черв'як та бічний сектор. Черв'як та бічний сектор зі спіральними зубами поміщені у картері. Черв'як напресовано на нижній кінець кермового валу. При повороті кермового валу та черв'яка повертається сектор, торцеві зубці якого перебувають у зачепленні з черв'яком. Опорами для валу сектора є голчасті підшипники.

Мал. 8. Рульовий механізм автомобіля МАЗ-200:
1 – черв'як; 2 – сектор; з – прокладки; 4 – фасонна гайка; 5 - голчастий підшипник; 6 – картер

Підшипники кермового валу регулюють шляхом зміни товщини прокладок під фланцем фасонної гайки.

У рульовому механізмі тин гвинт і гайка автомобіля МАЗ-525 на нижньому кінці рульового валу є гвинтова нарізка. При обертанні рульового валу гайка, що сидить на його нижньому кінці у втулці, переміщається вгору або вниз уздовж валу, повертаючи вал рульової сошки, встановлений у втулках в картері і кришці картера. Нижній кінець кермового валу не закріплений, а верхній має опору, що складається з шарикопідшипника і гумових кілець. Рульова колонка нижнім та верхнім наконечниками з'єднується з картером рульового механізму та корпусом головки.

Передавальне число кермового механізму визначається як відношення кута повороту кермового колеса до кута повороту кермової сошки. Чим більше передатне число, тим менше зусилля необхідне повороту коліс. Для швидкості повороту передатне число не повинно бути надто великим.

Рульові механізми вантажних автомобілів мають передавальні числа 20-40, а легкових – 17-18.

Мал. 9. Рульовий механізм автомобіля МАЗ-525

Рульовий механізм перетворює обертальний рух рульового колеса в кутове переміщення ланок рульового приводу, його виконують з великим передатним числом (20-24) зниження зусилля, що витрачається водієм.

На автомобілях КамАЗ застосовують кермовий механізм із гідропідсилювачем, який показаний на рис. 93. У власне кермовий механізм входять гвинт, яким переміщається гайка, встановлена ​​на циркулюючих кульках, і поршень-рейка, зачеплена зубами з зубчастим сектором.

Оскільки кабіна автомобілів КамАЗ винесена вперед і виконана відкидною, потрібно ввести шарнірне з'єднання рульової колонки з кермовим механізмом та додатковий кутовий редуктор.

Мал. 10. Схема механізму кермового керування з гідропідсилювачем:
1 – реактивний плунжер; 2 – масляний радіатор; 3 – шланг високого тиску; 4 – насос; 5 – рульова колонка; 6 – карданний вал; 7 - провідна шестерня: 8 - ведена шестерня; 9 - вал сошкн; 10 – зубчастий сектор валу сошки; 11 - поршень-ріпка: 12 - гвинт; 13 - кулькова гайка; 14 - кулькові підшипники: 15 - завзятий задній підшипник; 16 – золотник; 17 - клапан керування; 18 – шланг низького тиску; 19 - упорний передній підшипник

Вал кермової колонки з'єднаний шарніром з карданним валом. Інший кінець валу за допомогою шарніра з'єднаний з провідною шестернею кутового редуктора. Кутовий редуктор складається з провідної та веденої конічних шестерень.

Провідна шестерня виконана за одне ціле зі своїм валом, що обертається на голчастому та кульковому підшипниках. Кульковий підшипник провідної шестерні знаходиться у верхній кришці картера. Ведена шестерня 8 встановлена ​​на валу гвинта, що обертається у двох кулькових підшипниках. Гайка, що переміщається по гвинту, поміщена в поршні-рейці. На його зовнішній поверхні нарізані зуби, що утворюють рейку та входять у зачеплення із зубчастим сектором.

Для полегшення пересування гайки в ній і гвинті виконані напівкруглі гвинтові канавки, що утворюють спіральний канал, заповнений кульками. Випадання кульок з канавок запобігається установці в пази гайки штампованих напрямних, що складаються з двох половин. Утворений таким чином жолоб створює два замкнутих потоки кульок, що перекочуються. За цим жолобом при повороті гвинта перекочуються кульки, що виходять з одного боку гайки і повертаються до неї з іншого. На валу гвинта встановлені два упорні підшипники із золотником клапана управління між ними. Підшипники та золотник закріплені гайкою із пружинною шайбою. Золотник має більшу довжину, ніж гніздо в клапані управління.

В осьовому напрямку гвинт і золотник можуть переміщатися в межах 1,1 мм в кожну сторону від середнього положення, яке їх повертають спіральні пружини і реактивні плунжери, що знаходяться під тиском масла, що надходить по нагнітальній магістралі від лопатевого насоса. Будь-який поворот рульового колеса передається гвинту та викликає відповідне повертання коліс. Однак колеса при цьому створюють опір, який передаючись на гвинт прагне змістити його в осьовому напрямку. Коли цей опір перевищить силу попереднього стиснення пружин, зсув гвинта змінить положення золотника. Відповідно до напрямку зсуву гвинта золотник з'єднає одну порожнину підсилювача з лінією нагнітання, а іншу - з лінією зливу. Під тиском олії поршень-рейка створює додаткове зусилля, що діє на сектор сошки та сприяє повороту керованих коліс автомобіля.

У міру підвищення опору повороту передніх коліс збільшується тиск у робочій порожнині циліндра гідропідсилювача. Натомість зростає тиск і під реактивними плунжерами. Під тиском пружин та реактивних плунжерів золотник прагне повернутися до середнього становища.

Водій, керуючи автомобілем, завжди зберігає почуття дороги, тобто для повороту кермового колеса йому необхідно витратити певне зусилля.

Зі збільшенням опору повороту передніх коліс та збільшенням тиску в порожнині циліндра гідропідсилювача зростає також і зусилля на рульовому колесі.

Після закінчення на рульове колесо золотник переміщається в середнє положення, зв'язок даної порожнини циліндра з лінією нагнітання припиняється і тиск у ній падає.

У середньому положенні осьовий зазор між поршнем-рейкою та зубчастим сектором найменший. У міру повороту рульового колеса вправо та вліво зазор у цьому зачепленні збільшується.

При двигуні, що не працює, і відсутності подачі рідини насосом гідропідсилювача кермовий механізм працює звичайним чином, проте при цьому водієві доводиться витрачати більше зусилля на керування автомобілем.

У нижній частині корпусу кермового механізму розташована зливний заторз магнітом, що уловлює металеві частинки, що потрапляють у рідину.

У автомобілів Мінського автозаводу застосовано кермовий механізм типу гвинт - кулькова гайка, іо з винесеним окремо гідропідсилювачем.

Вал рульового механізму, встановлений на двох конічних роликових підшипниках, має гвинт, яким пересувається гайка-рейка. На зовнішній поверхні гайки нарізана рейка, що входить у зачеплення із зубчастим сектором валу. Для більш легкого переміщення гайки в ній і гвинті виконані напівкруглі гвинтові канавки, що утворюють спіральний канал, заповнений кульками. Випадання кульок з канавок запобігається установці в пази гайки штампованих напрямних, що утворюють трубчастий жолоб. За цим жолобом при повороті гвинта перекочуються кульки, що виходять з одного боку гайки і повертаються до неї з іншого.

Вал зубчастого сектора встановлений на трьох голкових підшипниках, два з яких розташовані з боку кріплення сошки. Сектор із п'ятьма зубами входить у зачеплення із зубцями рейки. Середній зуб сектора має дещо більшу товщину, ніж інші. На одному кінці валу сектора виконані дрібні шліци для з'єднання з рульовою сошкою, яка утримується від осьового зміщення гайкою. На іншому кінці валу сектора є регулювальний пристрій, що дозволяє встановлювати необхідний осьовий зазор у зачепленні сектор - гайка. Воно складається з регулювального гвинта, що фіксується контргайкою.

Картер рульового механізму відливають з чавуну і закривають з боків знімними кришками з прокладками ущільнювачів. Місця виходу з картера валу керма та валу сектора ущільнені гумовими сальниками. У верхній частині картера розташована пробка, що закриває наливний отвір для олії. У нижній частині є отвір з такою ж пробкою для зливу олії.

На автомобілях КрАЗ раніше встановлювали кермовий механізм, що складається з черв'яка та бокового зубчастого сектора зі спіральними зубами (таких автомобілів зараз багато в експлуатації), а в даний час застосовують механізм у вигляді гвинта та кулькової гайки-рейки, тобто такого ж типу, як і на автомобілях Мінського автозаводу, також із винесеним окремо гідропідсилювачем.

Мал. 11. Рульовий механізм автомобілів МАЗ:
1 – вал сектора; 2 – сальник; 3 – голчасті підшипники; 4 – бічна кришка: 5 – пробка зливного отвору; 6 - гайка регулювальна; 7 – підшипник; 8 – картер кермового механізму: 9 – гайка-рейка; 10 – кульки; 11 - гвинт; 12 – пробка заливного отвору; 13 - підшипник

Доатегорія: - Технічне обслуговування автомобілів

У попередній статті під назвою "", ми з вами розібралися для чого потрібен механізм кермового керування в автомобілі і чому до нього надаються такі вимоги. А тепер давайте розглянемо різновиди кермових управлінь, що активно встановлюються на сучасні авто.

Довгий час автомобільні конструкториі не думали про сервопідсилювачі керма. Невисокі вимоги до керованості та комфорту та невелика пляма контакту порівняно вузьких шин дозволяли обходитися однією людською силою навіть у керуванні важкими вантажівками. Засіб для зменшення зусилля на кермі був один: зробити більше передавальні відносиниприводу і діаметр бублика. А з тим, що водієві доведеться намочувати величезним кермом п'ять-шість обертів від відбою до відбою, та й точність керування буде невисокою, доводилося миритися.

Спочатку підсилювачі кермового управління з'явилися на важкій техніці. кар'єрних самоскидах. Сталося це наприкінці 1930-х, перед війною. Щоправда, спочатку почали використовувати пневмопідсилювачі — вони були нескладними і запитували компресора або впускного колектора. Але гідравліка, хоча була складніша і дорожча за пневматику, працювала тихіше і точніше. На ній зупинилися конструктори легкових автомобілів. 1951 року серійні автомобілі Chrysler Crown Imperial стали вперше оснащувати гідравлічними підсилювачами Hydraguide як стандартного обладнання. А в Європі 1954 року гідропідсилювачем обзавівся Citroen DS 19.

Рульовий механізм.
Механізм кермового управління служить для збільшення і передачі на кермовий привід зусилля, що додається водієм до кермового колеса. У легкових автомобілях в основному застосовуються кермові механізми черв'ячного та рейкового типу. До переваг механізму «черв'як-ролик» відносяться: низька схильність до передачі ударів від дорожніх нерівностейВеликі кути повороту коліс, можливість передачі великих зусиль. Недоліками є велика кількістьтяг і шарнірних зчленувань з люфтами, що вічно накопичуються, «важке» і малоінформативне кермо. Мінуси в результаті виявилися вагомішими за плюси. на сучасних автомобіляхтакі пристрої практично не застосовують.

Найпоширеніший на сьогоднішній день - рейковий кермовий механізм. Мала маса, компактність, невисока ціна, мінімальна кількість тяг та шарнірів - все це зумовило широке застосування. Механізм «шестерня-рейка» ідеально підходить для передньопривідного компонування і, забезпечуючи велику легкість і точність кермового керування. Однак тут є й мінуси: через простоту конструкції будь-який поштовх від коліс передається на кермо. Та й для важких машин такий механізм не зовсім підходить.

Кермовий привід.

Рульовий привід призначений передачі зусилля від рульового механізму на керовані колеса, забезпечуючи у своїй їх поворот на різні кути. Якщо обидва колеса повернені на однакову величину, внутрішнє колесо схреститься по дорозі (ковзатиме боком) що знижуватиме ефективність рульового управління. Це ковзання, яке також створює додаткове нагрівання та знос колеса, може бути усунуто за допомогою повороту внутрішнього колеса на більший кут, ніж кут повороту зовнішнього колеса. При русі на повороті кожне з коліс описує своє коло відмінне від іншого, причому зовнішнє (далі від центру повороту) колесо рухається по більшому радіусуніж внутрішнє. Оскільки центр повороту вони загальний, відповідно внутрішнє колесо необхідно повернути більший кут, ніж зовнішнє. Це забезпечується конструкцією так званої «кермової трапеції», яка включає поворотні важелі і рульові тяги з шарнірами. Необхідне співвідношення кутів повороту коліс забезпечується підбором кута нахилу рульових важелів щодо поздовжньої осі автомобіля та довжини рульових важелів та поперечної тяги.

- Рульовий механізм черв'ячного типу складається з:
- рульове колесо з валом,
- картера черв'ячної пари,
- пари «черв'як-ролик»,
- кермовий сошки.

У картері кермового механізму в постійному зачепленні знаходиться пара "черв'як-ролик". Черв'як є ні що інше, як нижній кінець кермового валу, а ролик, у свою чергу, знаходиться на валу кермової сошки. При обертанні рульового колеса ролик починає переміщатися гвинтовою нарізкою черв'яка, що призводить до повороту валу рульової сошки. Черв'ячна пара, як і будь-яке інше зубчасте з'єднання, вимагає мастила, і тому в картер кермового механізму заливається масло, марка якого вказана в інструкції до автомобіля. Результатом взаємодії пари «черв'як-ролик» є перетворення обертання рульового колеса на поворот рульової сошки в той чи інший бік. А далі зусилля передається на кермовий привід і від нього вже на керовані (передні) колеса. У сучасних автомобілях застосовується безпечний кермовий вал, який може складатися або ламатися при ударі водія об кермо під час аварії, щоб уникнути серйозного пошкодження грудної клітки.

Рульовий привід, що застосовується з механізмом черв'ячного типувключає в себе:
- праву та ліву бічні тяги,
- середню тягу,
- маятниковий важіль,
- правий та лівий поворотні важелі коліс.

Кожна рульова тяга на своїх кінцях має шарніри, щоб рухомі деталі рульового приводу могли вільно повертатися відносно один одного і кузова в різних площинах.

- кермовому механізмі «шестірня – рейка».

Даний кермовий механізмзусилля до колес передає за допомогою прямозубої або косозубої шестерні, встановленої в підшипниках, і зубчастої рейки, що переміщається в напрямних втулках. Для забезпечення беззазорного зачеплення рейка притискається до шестірні пружинами. Шестерня кермового механізму з'єднується валом з кермовим колесом, а рейка - з двома поперечними тягами, які можуть кріпитися в середині або по кінцях рейки. Дані механізми мають невелике передатне число, що дає можливість швидко повертати керовані колеса у потрібне положення. Повний поворот керованих коліс з одного крайнього положення до іншого здійснюється за 1,75...2,5 обороту рульового колеса.

Рульовий механізм - частина кермового керування, що полегшує керування автомобілем, завдяки значному передатному числу в редукторі. До конструкції кермових механізмів висувають такі вимоги:

• забезпечення заданого характеру зміни передавального числа кермового механізму;
• високий ККД під час передачі зусилля від рульового колеса до сошки;
• здатність кермового механізму приймати зусилля від керованих коліс до кермового колеса, що необхідно для стабілізації керованих коліс.

Рульові механізми виконуються з чималими передатними числами. Передавальне число (м м) визначається відношенням кутів повороту кермового колеса та валу сошки кермового механізму. У легкових автомобілів передавальне число від 16 до 20, а вантажних автомобілів 20-25. Зазвичай передавальне число кермового механізму величина стала (табл. 20.1).

Таблиця 20.1.Передавальні числа кермових механізмів

Легкові автомобілі		Вантажні автомобілі		Автобуси

Конструкції деяких кермових механізмів дозволяють змінювати передавальне число в процесі повороту кермового колеса або у бік збільшення (для вантажних автомобілів) або у бік зменшення (для легкових автомобілів). Робиться це для підвищення безпеки руху на високих швидкостяхта полегшення керування автомобілем при маневруванні.

Найбільш застосовуваними є три типи кермових механізмів: черв'якові, гвинтовіі рейкові.У черв'ячному і рейковому кермовому механізмах передачі зусилля на вал сошки бере участь одна пара деталей, а в гвинтовому кермовому механізмі через низький ККД гвинтової пари вводиться ще одна додаткова пара. Тому такі кермові механізми називаються комбінованими.

Черв'якові кермові механізмизастосовуються як на легкових, так і на вантажних автомобілях та автобусах. Вони відрізняються формою черв'яка і конструкцією сполученого з черв'яком веденого елемента. Найбільшого поширення набули черв'ячно-роликовікермові механізми. Рульова пара складається з глобоїдального черв'яка та двох-або тригребневого ролика. Черв'як називають глобоїдальним тому, що він має увігнуту форму, тобто форму однопорожнинного гіперболоїду обертання. Така передача має високу здатність навантаження через одночасного зачеплення великого числа зубів і малі втрати на тертя, так як тертя ковзання в цій передачі замінено тертям кочення.

У зачепленні черв'яка з роликом передбачають змінний зазор: від практично беззорого зачеплення в середньому положенні ролика, що відповідає прямолінійному руху, до значно збільшеного зазору в крайніх положеннях. Така зміна зазорів досягається усуненням центру валу сошки у напрямку до черв'яка. Воно необхідно для виключення заклинювання рульового механізму в крайніх положеннях після регулювання, що виникає внаслідок зношування зазору в середній частині черв'ячної пари.

На рис. 20.5 представлений кермовий черв'ячний механізм автомобіля ГАЗ-66-11. Він складається з картера /, усередині якого знаходиться черв'як 6, що входить у зачеплення з тригребневим роликом 2. Черв'як запресований на порожнистий вал 7 і встановлений в картері на двох конічних підшипниках 5 8. Між нижньою кришкою 4 та картером рульового керування встановлено кілька тонких паперових прокладок 3 для регулювання підшипників хробака.

Мал. 20.5. Черв'яковий кермовий механізм автомобіля ГАЗ-66-11: 1 - Картер; 2 - ролик; 3 - регулювальні прокладки; 4- нижня кришка; 5, 8, 11, 17, 18- підшипники; 6- черв'як; 7 – вал; 9 - шпонка; 10 - Вісь; 12 - гвинт; 13 - Штифт; 14 - вал сошки; 15 - ущільнювальна манжета; 16 - Сошка; 19 - Стопорна шайба; 20 - гайка

Ролик встановлений на осі 10 на підшипниках 77 у щічках головки вала сошки. Вал сошки обертається у двох підшипниках 77 18. У місці виходу валу сошки встановлено ущільнювальну манжету 15. На шліцьовану частину валу посаджено сошку 16. Правильність установки сошки досягається наявністю на ній чотирьох здвоєних шліців.

Зачеплення черв'яка з роликом регулюють за допомогою гвинта 72, який ввернуть у бічну кришку картера. Гвинт фіксується за допомогою стопорної шайби /9, штифта 13 та гайки 20.

Вал хробака за допомогою шпонки 9 з'єднаний з нижньою вилкою рульового валу. Вал рульового механізму складається з верхнього рульового валу та проміжного валу, з'єднаних між собою та з редуктором рульового механізму за допомогою карданних шарнірів. На кінці рульового валу встановлена ​​маточина рульового колеса.

Різновидом черв'ячного кермового механізму є черв'яч-но-спіроидний кермовий механізм з бічним сектором, що застосовується на автомобілі Урал-4320 (рис. 20.6). Рульова пара складається з двоходового циліндричного черв'яка 2 і бокового сектора 3 зі спіральними конічними зубами. Черв'як закріплений на валу 4 , що обертається на підшипниках 7, що допускають невелике осьове переміщення. Сектор 3 виконаний заодно з валом 6, на шліцях якого встановлюється сошка 5.

Кути спіралей черв'яка та сектора різні. При трапецієподібному профілі поперечного перерізу витків черв'яка і зубів сектора вони стикаються по лінії, тому зуби сприймають навантаження, що передається, по всій осьовій довжині. Це знижує навантаження на зуби, зменшує контактну напругу і підвищує зносостійкість передачі. Вал сошки 6 встановлюється з великою точністюна подовжених голчастих підшипниках 7. Прогин черв'яка обмежується спеціальним упором 8 , встановленим у картері кермового механізму. Аналогічний наголос 9 обмежує прогин сектора з протилежного боку. За-

Мал. 20.6. Рульовий механізм автомобіля Урал-4320: 1 - Підшипник; 2 - черв'як; 3 - Сектор; 4 - Вал черв'яка; 5 - сошка; 6 - вал сошки; 7 - голчастий підшипник; 8, 9 - упори; 10 -

регулювальна шайба

зчеплення черв'яка з сектором регулюють підбором товщини бронзової шайби. 10 , розташованої між кришкою картера та сектором. Зазор у зачепленні збільшується при повороті черв'яка в обидва боки від середнього положення з метою унеможливлення заклинювання рульового механізму в крайніх положеннях.

Гвинтові кермові механізмизастосовуються на автомобілях великої вантажопідйомності та, як правило, мають дві робочі пари: гвинт-гайка та рейка-зубчастий сектор. Вони відрізняються від звичайної гвинтової пари тим, що момент передається від гвинта на гайку не безпосередньо, а через кульки. Доріжками кочення при цьому для них є гвинтові канавки, виконані на тілі гвинта і в гайці. При повороті гвинта кульки циркулюють у гайці по замкнутому колу, викочуючись з гвинтового каналу через отвір з одного боку гайки та повертаючись у гайку через обвідний канал з протилежного боку. Використання кульок, що циркулюють, дозволяє замінити тертя ковзання в парі гвинт-гайка тертям кочення, що підвищує ККД передачі як у прямому напрямку, так і в зворотному. Це покращує умови для стабілізації керованих коліс, але робить механізм досить чутливим до поштовхів з боку дороги. Тому для згладжування ударів повинні встановлюватись амортизатори або підсилювачі кермового управління. Глибина гвинтової канавки виконується змінною, а товщина середнього зуба сектора збільшеною в порівнянні з іншими зубами для виключення заклинювання в крайніх положеннях.

Зазор у зачепленні поршня-рейки з сектором валу сошки регулюють шляхом осьового переміщення валу сошки за допомогою регулювального гвинта. Зазор у парі гвинт-гайка не регулюється, тому висока надійністьта необхідний термін служби у цьому зачепленні забезпечують шляхом застосування високоякісних легованих сталей.

Рульовий механізм автомобіля ЗІЛ-431410 показано на рис. 20.7. Редуктор з'єднується з валом рульового колеса за допомогою карданного валуіз двома шарнірами. Картер 3 редуктора відлитий з чавуну та має нижню /, проміжну 9, верхню 14 та бічну 19 кришки. У картері розміщується поршень-рейка 4, в якій нерухомо встановлена ​​кулькова гайка 6. Кулькова гайка зібрана з гвинтом таким чином, що утворюються гвинтові канавки, в які вкладаються кульки 8. У паз кулькової гайки, з'єднаний двома отворами з гвинтовою канавкою, вставляють два штампованих жолоби 7, що утворюють трубку, по якій кульки, викочуючись при повороті гвинта 5 з одного кінця гайки, повертаються до іншого кінця.

Поршень-рейка 4 знаходиться в зачепленні із зубчастим сектором 18 вала 21 сошки, що обертається на запресованих у картер бронзових втулках. Осьове переміщення валу сошки здійснюється шляхом обертання регулювального гвинта. 20, головка якого входить у отвір вала сошки. При загортанні регулювального болтазменшується за-

Мал. 20.7. Внутрішній рульовий механізм автомобіля ЗІЛ-431410: 1 - нижня кришка; 2 - заглушка; 3 - Картер; 4 - поршень-рейка; 5 - гвинт; 6 - гайка; 7 – жолоб; 8 - кулька; 9 - проміжна кришка; 10 - упорний підшипник; 11 - кульковий клапан; 12 - золотник; 13 - корпус клапана керування; 14 - верхня кришка; 15 -Пружина; 16 - реактивний плунжер; 17 - гвинт; 18 - зубчастий сектор; 19 - бічна кришка; 20 - регулювальний гвинт; 21 - вал сошки; 22 - магнітна пробка; 23 - сошка

Зор у зачепленні рейка-зубчастий сектор, що збільшується через цей момент опору повороту не повинен перевищувати 500 Н. На зовнішній шліцований кінець валу встановлюється сошка 23.

При обертанні рульового колеса зусилля водія передається через вал рульового колеса та карданну передачуна гвинт 5. Кулькова гайка 6 переміщається вздовж осі гвинта, захоплює за собою поршень-рейку 4 , яка здійснює поворот зубчастого сектора 18 з валом 21 сошки навколо осі. Зусилля від сошки 23 передається на кермовий привід, який повертає керовані колеса.

За аналогічною схемою працюють кермові механізми автомобілів марок "КамАЗ", "КрАЗ", "МАЗ".

Рейкові кермові механізмипрості за конструкцією та компактні, мають високий ККД, тому широко використовуються на легкових автомобілях. Останнім часом такі механізми застосовуються на вантажних автомобілях малої вантажопідйомності, що мають незалежну підвіску. Робочою парою є шестерня-зубчаста рейка, при нормальному профілі зубів шестірні та рейки передатне число механізму постійно. Сучасні рейкові кермові механізми можуть мати змінне передавальне число, що досягається нарізкою зубів рейки спеціального профілю.

Підвищена чутливість до зовнішніх впливів внаслідок малого тертя, чутливість до коливань рульового управління викликають необхідність встановлення амортизаторів або підсилювачів для поглинання поштовхів.

Рейковий кермовий механізм (рис. 20.8) складається з картера 2, у якому на двох підшипниках 6 і? встановлено приводне зубчасте колесо 7, що знаходиться в зачепленні з рейкою 10. Рейка підтискається до зубчастого колеса пружиною. 12 через металокерамічний упор 11. Регулювання зазору в зачепленні здійснюється гайкою 13.

Мал. 20.8. Рейковий кермовий механізм автомобіля ВАЗ-2109: 1 - захисний чохол; 2 - Картер кермового механізму; 3 - еластична муфта; 4 - Поворотний важіль; 5 – рульова тяга; 6 - роликовий підшипник; 7 – зубчасте колесо; 8 - кульковий підшипник; 9 - Вал рульового управління; 10 - Рейка; 11 - упор рейки; 12 - пружина; 13 - гайка упору

При повороті валу 9, пов'язаного з кермовим колесом, зубчасте колесо 7 переміщує рейку 10, від якої зусилля передається на кермові тяги і далі через поворотні важелі 4 на колеса.

Рульові колонки та вали.У загальному випадкупередача обертання від кермового колеса на кермовий механізм здійснюється валом, що розміщується всередині колонки. На вантажних автомобілях (рис. 20.9, а, б)рульова колонка 3, встановлена ​​всередині кабіни водія, кріпиться середньою частиною до внутрішньої панелі та переднього щитка кабіни. На рульовій колонці може встановлюватися струмознімач звукового сигналу та перемикач покажчика повороту. Вал 8 встановлений у колонці 3 на підшипниках 7, а рульове колесо 4 з'єднується з валом шпонкою або шліцами та кріпиться за допомогою гайки. Нижній кінець валу має канавку для кріплення вилки карданної передачі. У центрі кермового колеса розташований контактний пристрій кнопки сигналу.

Рульовий вал і гвинт рульового механізму не завжди співвісні через компонування автомобіля та необхідність правильної установки рульового колеса. Крім того, кут між валом та гвинтом може змінюватися, оскільки кабіна має можливість невеликого переміщення щодо рами. Тому вал з'єднується з гвинтом через карданну передачу. 2. На деяких автомобілях із розміщенням кабіни над двигуном карданна передача дозволяє піднімати кабіну для того, щоб забезпечити доступ до двигуна. Карданна передача рульового механізму має-

Мал. 20.9. Рульові колонки вантажних автомобілів: а- КамАЗ-5320; б- ГАЗ-66-11; в- Кутовий редуктор; 1 - Клапан управління підсилювача керма; 2 - Карданна передача; 3 - рульова колонка; 4 - рульове колесо; 5 - рульовий механізм; 6 - Кутовий редуктор; 7 – підшипник; 8 - кермовий вал; 9 - кронштейн кріплення; 10 - провідне зубчасте колесо; 11 - кришка; 12 - вал ведучого зубчастого колеса; 13, 14 - Підшипники; 15 - ведене зубчасте колесо

ет два шарніри нерівних кутових швидкостей, які за своєю конструкцією аналогічні застосовуваним у трансмісії автомобіля.

У разі розміщення кабіни над двигуном рульова колонка розташовується майже вертикально і для передачі обертання під великим кутом на гвинт у рульовому механізмі застосовується кутовий редуктор. 6 (Рис. 20, в)з передатним числом 1. Вал 12 з провідним зубчастим колесом 10 встановлений у корпусі на кулькових підшипниках 13, закріплених гайкою зі стопорною шайбою. Ведене зубчасте колесо 15 з'єднано з гвинтом шліцами, що забезпечує можливість переміщення гвинта щодо зубчастого колеса в поздовжньому напрямку.

На легкових автомобілях (рис. 20.10, а)рульова колонка включає вал 7, розміщений в трубі, яка кріпиться до передньої панелі. З'єднання кермового валу з валом з провідним зубчастим колесом кермового механізму здійснюється через пружну муфту. Вал обертається на підшипнику 3, на верхньому кінці валу на шліцях встановлюється кермо. На сучасних автомобілях рульова колонка може мати кілька положень регулювання по вертикалі та в поздовжньому напрямку для забезпечення зручності керування, що ускладнює її конструкцію.

Мал. 20.10. Рульові колонки легкових автомобілів: а- рульова колонка; б- кермовий вал, що деформується; / - Рульовий вал; 2 - рульова колонка з кронштейном кріплення; 3 - Підшипник; 4 - перфорований трубчастий кермовий вал

Рульові колонки можуть спричиняти серйозні травми водія при аваріях. Для зменшення небезпечної дії рульової колонки на водія використовується кермо, яке деформується при ударі і поглинає частину енергії удару. Вал рульового колеса при аварії повинен згинатися або розчіплюватися, не переміщаючись усередину салону більш ніж на 127 мм. Це здійснюється встановленням травмобезпечних рульових колонок, що є елементами. пасивної безпекиавтомобіля.

На автомобілі ВАЗ-2121 вал складається, оскільки має карданну передачу, а енергія удару поглинається кронштейном кріплення кермової колонки особливої ​​конструкції.

На автомобілі ГАЗ-3102 енергопоглинаючим елементом є гумова муфта, яка встановлюється між двома частинами кермового валу.

Поглинати енергію удару при зіткненні може і рульовий вал, що деформується. 4 , що встановлюється на зарубіжних автомобілів(рис. 20.10, б).Такий вал є перфорованою трубою, яка може значно коротшатися при силовому впливі на неї в осьовому напрямку.

Рульовий вал може складатися з двох частин і з'єднуватися кількома поздовжніми пластинами, які при ударі згинатися, поглинаючи енергію.

Здрастуйте, шановні автолюбителі! Недаремно найголовнішим символом автомобіля та всього, що з ним пов'язано, є кермо. - Це єдино можливий на сьогоднішній день спосіб управління напрямом руху автомобіля.

У процесі автоеволюції з банального кільця з ебонітовим оздобленням, кермо перетворилося на електронний блок, що дозволяє керувати великою кількістюфункцій. З яких, найголовніша – це зміна руху автомобіля, в заданому водієм напрямку. Управлінням транспортним засобом, у якого несправно або не відрегульовано кермо не допускається. Це правило повинно неухильно дотримуватись усіма водіями.

У зв'язку з цим будь-яка людина, що сідає за кермо, повинна досконально знати, мати уявлення про ознаки несправності та володіти методами їх усунення.

Як відомо, будь-яке кермо складається з двох складових частин:

• рульовий механізм;

Види кермових механізмів, що використовуються в автомобілях

Рульовий механізм – один із самих важливих вузлівсистеми кермового управління. Обертальні рухи рульового колеса якимось чином необхідно перетворити на зворотно-поступальні рухи: важелів, що повертають у різні боки маточини коліс. Саме для цього створено кермовий механізм. на сучасних машинах, Як легкових, так і вантажних, використовуються два види кермових механізмів: черв'ячний і рейковий.

Черв'яковий кермовий механізм– один із найстаріших пристроїв, який використовується, наприклад, у всіх моделях ВАЗівської класики. Представляючи собою продовження рульового валу, черв'як, що знаходиться в картері, передає обертальні рухи на ролик, з яким знаходиться в постійному зачепленні. Ролик міцно закріплений на валу кермової сошки, що передає рух на тяги.

Черв'ячна конструкція кермового механізму має свої переваги:

• можливість повороту коліс на великий кут;
• гасіння ударів та вібрації підвіски;
• можливість передачі величезних зусиль.

Рейковий кермовий механізмдосить часто став використовуватись у нових моделях автомашин. Шестерня, яка встановлена ​​на кінці рульового валу, щільно приживається до зубчастій рейці, Якою і передає обертання, перетворюючи його в поздовжній рух. Тяги, прикріплені до рейки, передають зусилля на поворотні кулакиступиць.

Рейковий кермовий механізм відрізняється від черв'ячного:

• більш простим та надійним пристроєм;
• меншою кількістю кермових тяг;
• компактністю та невеликою вартістю.

Регулювання кермового механізму – основні параметри

Для будь-якої системи кермового управління передбачено велику кількість налаштувань. полягає у встановленні тісного зіткнення елементів «черв'як-ролик» та «шестерня-рейка».

Зусилля, з яким притискаються робочі частини елементів, має бути помірним і забезпечувати тісний зіткнення, без будь-яких зазорів. З іншого боку, якщо сильно притиснути черв'як до ролика або шестерню до рейки, кермо буде обертати дуже важко, а при значному зусиллі навіть неможливо. Це призводить до втоми під час водіння та швидкого зносудеталей кермового механізму.

Регулювання кермового механізму здійснюється за допомогою спеціальних регулювальних пристроїв. Для черв'яного передбачений спеціальний болт у кришці картера, а річкові пристрої мають притискну пружину в нижній частині проекції рульової шестерні. Від цієї процедури залежить не лише комфорт, а й безпечне керуванняавто. У зв'язку з цим, для здійснення регулювань слід залучити спеціаліста, який має необхідну кваліфікацію.

Ремонт кермового механізму - основні вимоги

Як і в будь-якому іншому вузлі, в рульовому механізмі активно працюють, а значить, зношуються деталі, що труться. За умовами експлуатації черв'як з роликом і шестерня з рейкою повинні знаходити в мастильному середовищі, яке дозволяє значно збільшити термін експлуатації деталей, але рано чи пізно настає момент, коли необхідний ремонт кермового механізму.

Про необхідність звернутися до фахівців можуть вказувати такі ознаки, як: збільшення вільного ходукермового колеса, поява люфта в різних площинах, «закушування» або поява холостих обертань керма, коли колеса на них не реагують. У будь-якому із зазначених випадків слід негайно проводити глибоку діагностику ремонту рульового механізму. А для того, щоб убезпечити себе від неприємностей, слід проводити огляд та своєрідне тестування системи кермового управління щоразу при виїзді з гаража.