Мал. 1
Рульовий механізм черв'ячного типускладається з:
Рульове колесо з валом,
Картер черв'ячної пари,
Пари «черв'як-ролик»,
Рульової сошки.
У картері кермового механізму в постійному зачепленні знаходиться пара "черв'як-ролик". Черв'як є не 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'якова пара, як і будь-яке інше зубчасте з'єднання, вимагає мастила, і тому в картер кермового механізму заливається олія, марка якої 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.
Рульовий привід, що застосовується з механізмом черв'ячного типу, включає:
Праву та ліву бічні тяги,
Середню тягу,
Маятниковий важіль,
Правий та лівий поворотні важелі коліс.
Кожна рульова тягана своїх кінцях має шарніри, щоб рухомі деталі рульового приводу могли вільно повертатися щодо один одного і кузова в різних площинах.
До переваг механізму «черв'як-ролик» відносяться:
Низька схильність до передачі ударів від дорожніх нерівностей
Великі кути повороту коліс
Можливість передачі великих зусиль
Недоліками є:
Велика кількість тяг і шарнірних зчленувань з люфтами, що вічно накопичуються.
- «важке» та малоінформативне кермо
Складнощі у технології виготовлення
Рульовий механізм типу "гвинт-гайка-сектор"
Мал. 2 Рульовий механізм типу "гвинт - кулькова гайка - рейка - сектор"
1 - розподільник;
3 - кульки з трубкою рециркуляції;
4 - поршень-рейка;
5 - зубчастий сектор;
6 - вал сошки;
7 - обмежувальний клапан
Повна назва - "гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор". Гвинт 2, яким закінчується кермовий вал, через циркулюючі по різьбленні кульки 3 штовхає вздовж своєї осі поршень-рейку 4. А той у свою чергу повертає зубчастий сектор 5 рульової сошки. Через можливість передавати великі моменти, встановлюється на вантажівках, пікапах та великих позашляховиках, що працюють в екстремальних умовах.
Переваги кермового механізму "гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор":
Можливість конструкції з високим передатним числом
Недоліки кермового механізму "гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор":
Нетехнологічний
Дорогий
Великі габарити
Важкий
Рульовий механізм рейкового типу
У кермовому механізмі « шестерня-рейка» зусилля до колес передається за допомогою прямозубої або косозубої шестерні, встановленої в підшипниках, та зубчастої рейки, що переміщається у 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 тягамиякі можуть кріпитися в середині або по кінцях рейки. Повний поворот керованих коліс з одного крайнього становищав інше здійснюється за 1,75...2,5 обороту кермового колеса. Передавальні відношення механізму визначаються відношенням числа обертів зубчастого колеса, що дорівнює кількості обертів рульового колеса, до відстані переміщення рейки.
Рейковий механізм кермового управління складається з картера, відлитого з алюмінієвого сплаву. У порожнині картера на кульковому та роликовому підшипниках встановлено приводне зубчасте колесо. На картері та на пильнику виконані мітки для правильного складання механізму кермового управління. Зубчасте колесо знаходиться в зачепленні із зубчастою рейкою, яка підтискається до зубчастого колеса пружиною через металокерамічний упор. Пружина підтискається гайкою зі стопорним кільцем, створюючи опір відвертанню гайки. Підпружиненим упором полегшується беззазорне зачеплення зубчастого колеса із зубчастою рейкою по всій величині ходу. Рейка одним кінцем спирається на упор, а іншим - на пластмасову розрізну втулку. Хід рейки обмежується в один бік кільцем, напресованим на рейку, а в інший бік - втулкою гумово-металевого шарніра лівої кермової тяги. Порожнина картера механізму кермового керування захищена від забруднення гофрованим чохлом.
Вал кермового управління з'єднується з приводним зубчастим колесом еластичною муфтою. Верхня частина валу спирається на радіальний кульковий підшипник, запресований в трубу кронштейна. на верхньому кінцівалу на шліцях через демпфуючий елемент кріпиться гайкою рульове колесо.
Рульовий механізм із змінним ставленням
Біля нульового положення рульового колеса, коли їдеш прямою на високій швидкості, зайва гострота рульового управління небажана, змушує водія напружуватися. А при паркуванні чи розвороті, навпаки, хотілося б мати передавальні відносинименше - щоб повертати кермо на якнайменший кут. І тому існує кілька схем рейкових рульових механізмів.
Так працює рейковий кермовий механізм ZF зі змінним передатним ставленням. Тут змінюються профіль зубів рейки та плече зачеплення
Рейковий кермовий механізм Honda VGR (Variable Gear Ratio - змінне передатне відношення) використовувався на автомобілях Honda NSX
Фірма ZF використовує зуби рейки зі змінним профілем: у навколонульовій зоні зуби трикутні, а ближче до країв - трапецеїдальної форми. Шестерня входить з ними в зачеплення з різним плечем, що допомагає трохи змінити передатне ставлення. А інший, більш складний варіант використовувала Honda на своєму суперкарі NSX. Тут зуби рейки та шестерні зроблені зі змінними кроком, профілем та кривизною. Щоправда, шестірню доводиться рухати вгору-вниз, зате варіювати передатне відношення можна в набагато ширших межах.
Рульовий привід складається з двох горизонтальних тяг та поворотних важелів. телескопічних стійокпередньої підвіски. Тяги з'єднуються з поворотними важелями за допомогою шарових шарнірів. Поворотні важелі приварені до стійк передньої підвіски. Тяги передають зусилля на поворотні важелі телескопічних стійок підвіски коліс і відповідно повертають вправо або вліво.
До переваг рейкового кермового механізму відноситься:
Мала маса
Компактність
Невисока ціна
Мінімальна кількість тяг та шарнірів
Простота з'єднання кермового механізму з керованими колесами
Пряма передача зусилля
Висока жорсткість та ККД
Легкість в обладнанні гідропідсилювачем
Недоліки:
Через простоту конструкції будь-який поштовх від коліс передається на кермо
Труднощі у виготовленні механізму з високим передатним числом, тому для важких машин такий механізм не підходить.
Вибір та обґрунтування обраної конструкції
За своїми технологічними, ціновими, конструктивними якостями кермовий механізм «шестірня-рейка» найбільше підходить для передньопривідного компонування та підвіски McPherson, забезпечуючи велику легкість і точність кермового управління.
При проектуванні автомобіля ВАЗ-2123 намагалися взяти якнайбільше вузлів з моделі ВАЗ-2121, тому на автомобілі ставили механізм типу "черв'як-ролик". Однак Chevrolet Nivaне є потужним позашляховиком, щоб на нього доцільно було ставити цей механізм. Він дорожчий, технологічно складний, важчий. Можливості, які надає автомобілю черв'ячний механізм, не використовуються повною мірою. При використанні рейкм, що виключається концентрація напруги від кермового механізму на лонжероні, немає необхідності посилювати його в місці кріплення механізму.
З усіх цих причин я вважаю за необхідне замінити механізм типу “черв'як-ролик” на більш дешевий, легкий, технологічний рейковий механізм, який у необхідною міроюзабезпечує легкість та точність рульового управління.
У зв'язку з тим, що буде замінено тип механізму, необхідно внести ряд змін до конструкції інших вузлів та агрегатів:
Так як за віссю передніх коліс розташувати рейковий механізм неможливо, то ставимо його перед віссю;
Для того щоб звільнити місце між піддоном двигуна та диференціалом для рейки, зміщуємо міжколісний диференціал на ту саму відстань (20,5мм) назад, що не змінює збалансованість всього вузла;
Так як рейка розташовується перед віссю, то гальмівний супортколеса необхідно розташувати ззаду.
До кермового механізму пред'являються такі вимоги:
- оптимальне передатне число, що визначає співвідношення між необхідним кутом повороту кермового колеса та зусиллям на ньому; - незначні втрати енергії під час роботи (високий ККД);
- можливість мимовільного повернення рульового колеса в нейтральне положення після того, як водій перестав утримувати рульове колесо у поверненому положенні;
- незначні зазори у рухомих з'єднаннях для забезпечення малого люфту або вільного ходу кермового колеса;
- Висока надійність.
Найбільшого поширення на легкових автомобіляхсьогодні отримали рейкові кермові механізми.
Рейковий кермовий механізм без гідропідсилювача:
1 – чохол;
2 – вкладиш;
3 – пружина;
4 - кульовий палець;
5 - кульовий шарнір;
6 - упор;
7 - рульова рейка;
8 - шестерня
Конструкція такого механізму включає шестірню, встановлену на валу рульового колеса, і пов'язану з нею зубчасту рейку. При обертанні кермового колеса рейка переміщається вправо або вліво і через приєднані до неї тяги кермового приводу повертає. керовані колеса.
Причинами широкого застосуванняна легкових автомобілях саме такого механізму є: простота конструкції, малі маса та вартість виготовлення, високий ККД, невелика кількість тяг та шарнірів. Крім того, розташований поперек автомобіля корпус рейкового кермового механізму залишає достатньо місця в моторному відсікудля розміщення двигуна, трансмісії та інших агрегатів автомобіля. Рейкове рульове керування має високу жорсткість, що забезпечує більш точне керування автомобілем при різких маневрах.
Разом з тим рейковий кермовий механізм має й ряд недоліків: підвищена чутливість до ударів від дорожніх нерівностей і передача цих ударів на кермо; схильність до віброактивності кермового керування, підвищена навантаженість деталей, складність установки такого кермового механізму на автомобілі. залежною підвіскоюкерованих коліс. Це обмежило сферу застосування такого типу кермових механізмів лише легковими (з вертикальним навантаженням на керовану вісьдо 24 кН) автомобілями з незалежною підвіскоюкерованих коліс.
Рейковий кермовий механізм з гідропідсилювачем:
1 – рідина під високим тиском;
2 – поршень;
3 – рідина під низьким тиском;
4 – шестерня;
5 – рульова рейка;
6 - розподільник гідропідсилювача;
7 - рульова колонка;
8 - насос гідропідсилювача;
9 – резервуар для рідини;
10 - елемент підвіски
Рульовий механізм типу «глобоїдальний черв'як-ролик» без гідропідсилювача:
1 – ролик;
2 - черв'як
Легкові автомобілі із залежною підвіскою керованих коліс, малотоннажні вантажні автомобілі та автобуси, легкові автомобілі високої прохідностіоснащуються, як правило, кермовими механізмами типу "глобоїдальний черв'як-ролик". Раніше такі механізми застосовувалися і на легкових автомобілях із незалежною підвіскою (наприклад, сімейство ВАЗ-2105, -2107), але нині їх практично витіснили рейкові кермові механізми.
Механізм типу «глобоїдальний черв'як-ролик»є різновидом черв'ячної передачі і складається з з'єднаного з рульовим валом глобоїдального черв'яка (черв'яка зі змінним діаметром) і ролика, встановленого на валі. На цьому ж валі поза корпусом рульового механізму встановлений важіль (сошка), з яким пов'язані тяги рульового приводу. Обертання рульового колеса забезпечує обкатування ролика по черв'яку, хитання сошки та поворот керованих коліс.
У порівнянні з рейковими кермовими механізмами черв'якові механізми мають меншу чутливість до передачі ударів від дорожніх нерівностей, забезпечують великі максимальні кути повороту керованих коліс (краща маневреність автомобіля), добре компонуються із залежною підвіскою, допускають передачу великих зусиль. Іноді черв'якові механізми застосовують на легкових автомобілях високого класуі великої власної маси з незалежною підвіскою керованих коліс, але в цьому випадку ускладнюється конструкція рульового приводу - додається додаткова рульова тяга і важіль маятниковий. Крім того, черв'ячний механізм вимагає регулювання та доріг у виготовленні.
Рульовий механізм типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-зубчастий сектор» без гідропідсилювача (а):
1 – картер;
2 - гвинт із кульковою гайкою;
3 – вал-сектор;
4 – пробка заливного отвору;
5 – регулювальні прокладки;
6 – вал;
7 - ущільнювач рульового валу;
8 – сошка;
9 – кришка;
10 - ущільнювач валу-сектора;
11 - зовнішнє кільце підшипника валу-сектора;
12 - стопорне кільце;
13 - кільце ущільнювача;
14 - бічна кришка;
15 – пробка;
із вбудованим гідропідсилювачем (б):
1 – регулювальна гайка;
2 – підшипник;
3 - кільце ущільнювача;
4 – гвинт;
5 – картер;
6 – поршень-рейка;
7 – гідравлічний розподільник;
8 – манжета;
9 - ущільнювач;
10 – вхідний вал;
11 – вал-сектор;
12 – захисна кришка;
13 - стопорне кільце;
14 - кільце ущільнювача;
15 - зовнішнє кільце підшипника валу-сектора;
16 - бічна кришка;
17 – гайка;
18 - болт
Найбільш поширеним кермовим механізмом для важких вантажних автомобілів та автобусів є механізм типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-зубчастий сектор». Іноді кермові механізми такого типу можна зустріти на великих та дорогих легкових автомобілях (Mercedes, Range Roverта ін.).
При повороті кермового колеса обертається вал механізму з гвинтовою канавкою та переміщається надіта на нього гайка. При цьому гайка, що має на зовнішній сторонізубчасту рейку, повертає зубчастий сектор валу сошки. Для зменшення тертя в парі гвинт-гайка передача зусиль у ній відбувається за допомогою кульок, що циркулюють у гвинтовій канавці. Даний кермовий механізм має ті ж переваги, що і розглянутий вище черв'ячний, але має великий ККД, дозволяє ефективно передавати великі зусилля і добре компонується з гідравлічним підсилювачемкермового управління.
Раніше на вантажних автомобіляхможна було зустріти й інші типи кермових механізмів, наприклад «черв'як-бічний сектор», «гвинт-кривошип», «гвинт-гайка-шатун-важіль». на сучасних автомобіляхтакі механізми через їх складність, необхідність регулювання та низький ККД практично не застосовуються.
До складу кермового механізму входить кермо, вал, укладений в кермову колонку, і кермовий редуктор, пов'язаний з кермовим приводом. Рульовий механізм дозволяє зменшити зусилля, що прикладається водієм до кермового колеса для подолання опору, що виникає при повороті керованих коліс машини внаслідок тертя між шинами та дорогою, а також деформації ґрунту під час руху ґрунтовими дорогами.
Рульовий редуктор є механічну передачу(наприклад, зубчасту), встановлену в корпусі (картері) і має передатне число 15 - 30. Рульовий механізм зменшує зусилля, що прикладається водієм до кермового колеса, пов'язаного за допомогою валу з редуктором, стільки разів. Чим більше передатне відношення кермового редуктора, тим легше водієві повертати керовані колеса. Однак зі збільшенням передавального числа кермового редуктора для повороту на деякий кут керованого колеса, пов'язаного через деталі приводу з вихідним валом редуктора, водієві необхідно повернути кермо на більший кут, ніж при малому передатному числі. При русі ТС з високою швидкістюважче робити різкий поворот під великим кутом, оскільки водій не встигає повертати кермо.
Передавальне відношення кермового редуктора:
Up = (ap/ac) = (pc/pp)
де ар і ас - кути повороту відповідно кермового колеса та вихідного валу редуктора; Рр, Рс - зусилля, прикладене водієм до кермового колеса, та зусилля на вихідній ланці кермового механізму (сошці).
Так, для повороту сошки на 25 ° при передавальному відношенні рульового редуктора, що дорівнює 30, рульове колесо необхідно повернути на 750 °, а при Up = 15 - на 375 °. При зусиллі на кермовому колесі 200 Н і передавальному відношенні Up = 30 водій на вихідній ланці редуктора створює зусилля 6 кН, а при Up = 15 - у 2 рази менше. Доцільно мати змінне передатне відношення кермового механізму.
При малих кутах повороту рульового колеса (не більше 120°) переважно велике передатне відношення, що забезпечує легке та точне керування автомобілем під час руху з високою швидкістю. При низьких швидкостяхмале передатне відношення дозволяє при невеликих кутах повороту кермового колеса отримувати значні кути повороту керованих коліс, що забезпечує високу маневреність автомобіля.
Вибираючи передатне відношення кермового механізму, виходять з того, що керовані колеса повинні повертатися з нейтрального положення на максимальний кут(35…45°) лише за 2,5 обороту рульового колеса.
Кермові механізми можуть бути кількох типів. Найбільш поширеними з них є «черв'як-трьохгребневий ролик», «черв'як-шестірня» та «гвинт-кулькова гайка-рейка-шестірня». Шестерня у кермовому механізмі виконана у вигляді сектора.
Рульовий механізм перетворює обертальний рух рульового колеса на кутове переміщення рульової сошки, встановленої на вихідному валу рульового редуктора. Рульовий механізм під час руху повністю завантаженого автомобіля, як правило, повинен забезпечувати зусилля на обід рульового колеса не більше 150 Н.
Кут вільного повороту рульового колеса (люфт) для вантажних автомобілів зазвичай не повинен перевищувати 25 ° (що відповідає довжині душ 120 мм, виміряної по обіду рульового колеса) під час руху вантажного автомобіля по прямій. Для автомобілів інших типів люфт рульового колеса інший. Люфт виникає через знос в експлуатації деталей рульового управління та розрегулювання рульового механізму та приводу. Для зменшення втрат на тертя та захисту деталей рульового редуктора від корозії у його картер, укріплений на рамі машини, заливають спеціальну трансмісійну олію.
При експлуатації ТС необхідно регулювати кермовий механізм. Регулювальні пристрої рульових редукторів призначені для усунення, по-перше, осьового люфта рульового валу або провідного елемента редуктора, а по-друге - люфта між провідним та веденим елементами.
Розглянемо конструкцію кермового механізму типу «глобоїдальний черв'як-трьохгребневий ролик».
Мал. Рульовий механізм типу «глобоїдальний черв'як-трьохгребневий ролик»:
1 – картер рульового редуктора; 2 - головка валу рульової сошки; 3 - тригребневий ролик; 4 – регулювальні прокладки; 5 – черв'як; 6 - кермовий вал; 7 – вісь; 8 – підшипник валу сошки; 9 – стопорна шайба; 10 - ковпачкова гайка; 11 - регулювальний гвинт; 12 – вал сошки; 13 - сальник; 14 - рульова сошка; 15 – гайка; 16 – бронзова втулка; h - регульована глибина зачеплення ролика з хробаком
Глобоїдальний черв'як 5 встановлений в картері 1 рульового редуктора на двох конічних роликових підшипниках, добре сприймають осьові зусилля, що виникають при взаємодії черв'яка з тригребневим роликом 3. Черв'як, напресований на шліці, наявні на кінці рульового валу 6, забезпечує з нарізкою хробака. Завдяки тому, що дія навантаження розосереджена по кількох гребенях в результаті їх контакту з черв'яком, а також заміні тертя ковзання в зачепленні значно меншим тертям кочення досягається висока зносостійкість механізму і великий ККД.
Вісь ролика закріплена в голівці вала 12 рульової сошки 14, а сам ролик встановлений на голчастих підшипниках, що зменшують втрати при прокручуванні ролика щодо осі 7. Опорами вала рульової сошки є, з одного боку, роликовий підшипник, а з іншого - бронзова втулка 76. Сошка з'єднана з валом за допомогою дрібних шліців і закріплена шайбою та гайкою 15. Для ущільнення валу сошки застосовується сальник 13.
Зачеплення черв'яка з гребенями здійснюється таким чином, що при положенні, що відповідає прямолінійному руху машини, вільний хідрульового колеса практично відсутня, а зі збільшенням кута повороту рульового колеса він зростає.
Регулювання затяжки підшипників рульового валу здійснюється за допомогою зміни числа прокладок, що встановлюються під кришку картера, своєю площиною, що впирається в торець крайнього конічного. роликового підшипника. Регулювання зачеплення черв'яка з роликом здійснюють зміщенням валу рульової сошки в осьовому напрямку за допомогою регулювального гвинта 11. Цей гвинт встановлений в бічній кришці картера, зовні закритий гайкою ковпачкової 10 і зафіксований стопорною шайбою 9.
На автомобілях великої вантажопідйомностізастосовуються кермові механізми типу «черв'як-бічний сектор (шестірня)» або «гвинт-кулькова гайка-рейка-шестерня», що мають велику площу контакту елементів і як наслідок малі тиски між поверхнями робочих пар редуктора.
Рульовий механізм типу «черв'як-бічний сектор», найпростіший за конструкцією, використовується на деяких автомобілях. У зачеплення з хробаком 2 входить бічний сектор 3 у вигляді частини шестерні зі спіральними зубами. Бічний сектор виконаний як єдине ціле із валом 1 сошки. Сошка розташована на валу, встановленому на голчастих підшипниках.
Зазор у зачепленні між черв'яком та сектором непостійний. Найменший зазор відповідає середньому положенню кермового колеса. Зазор у зачепленні регулюється зміною товщини шайби, розташованої між боковою поверхнею сектора та кришкою картера рульового редуктора.
Конструкція кермового механізму типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор» показана на малюнку. Вал рульового колеса за допомогою карданної передачіз'єднаний з гвинтом 4, що взаємодіє з кульковою гайкою 5, нерухомо закріпленою стопорним гвинтом 15 в поршні-рейці 3. Різьблення гвинта і гайки виконана у вигляді напівкруглих канавок, що заповнюються кульками 7, що циркулюють по різьбленні при обертанні гвинта. Крайні нитки гайки з'єднані жолобом 6 із зовнішньою трубкою, що забезпечує циркуляцію кульок. Тертя кочення цих кульок з різьблення під час обертання гвинта незначне, що зумовлює високий ККД такого механізму.
Мал. Рульовий механізм типу «черв'як-бічний сектор»:
1 – вал сошки; 2 – черв'як; 3 - бічний сектор
Мал. Рульовий механізм типу «гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор»:
1 – кришка циліндра; 2 – картер; 3 – поршень-рейка; 4 – гвинт; 5 – кулькова гайка; 6 – жолоб; 7 – кульки; 8 – проміжна кришка; 9 – золотник; 10 - корпус клапана керування; 11 – гайка; 12 - верхня кришка; 13 - пружина плунжера; 14 – плунжер; 15 - стопорний гвинт; 16 - зубчастий сектор (шестірня); 17 - вал; 18 - сошка; 19 - бічна кришка; 20 - стопорне кільце; 21 - регулювальний гвинт; 22 - кульовий палець
При повороті автомобіля водій за допомогою кермового колеса та валу обертає гвинт, щодо осі якого на циркулюючих кульках переміщається кулькова гайка. Разом з гайкою переміщається і поршень-рейка, повертаючи зубчастий сектор (шестірню) 16, виконаний як єдине ціле з валом 17. Сошка 18 встановлена на валу за допомогою шліць, а сам вал розміщений на бронзових втулках в картері 2 рульового редуктора.
Навіть на транспортних засобах, призначених для пересування рейками, є кермові пристрої. Що ж говорити про автомобіль, де кермовий механізм, враховуючи необхідність практично постійного маневру, можливий несподіваний і неадекватний стан дороги, повинен бути надійним і легко функціональним.
Призначення
Рульовий механізм на автомобілі є редуктором, за допомогою якого невелике зусилля, прикладене водієм у кабіні до бублика, збільшуючись, передається на кермовий привід. на великовантажних автомобілівта останнім часом на легкових для більшої зручності управління, виробники встановлюють гідропідсилювач.
Справно діюча система має відповідати ряду основних вимог:
- Передатне число , яке визначає співвідношення між кутом повороту керма та коліс, має бути оптимальним. Неприпустимо, щоб для здійснення повороту на 900 кермовим колесом необхідно було проробити 2-3 обороти.
- По завершенні маневру, кермо (бублик) має довільно повертатися в нейтральне положення,
- Допускається та передбачений невеликий люфт.
Класифікація
Залежно від класу автомобіля, його розмірів, та й від інших конструктивних рішень конкретної моделі, на сьогоднішній день розрізняють три основні типи:
- черв'якові;
- гвинтові;
- шестерні.
Розглянемо по порядку.
Черв'яковий
Перша схема – черв'ячний кермовий механізм. Одна з найпоширеніших схем – «глобоїдальний черв'як – ролик» – застосовується в основному на автобусах та малолітражних вантажних автомобілях, на легкових автомобілях високої прохідності та автомобілях із залежною підвіскою передніх коліс. Ставився він на вітчизняних "Жигулях" (ВАЗ 2105, 2107). 
Черв'яковий механізм добре переносить удари від дорожніх нерівностей і забезпечує більший, ніж рейковий, кут повороту коліс. Однак пристрій цього типу досить дорогий у виготовленні і вимагає обов'язкового періодичного регулювання.
Гвинтовий редуктор
Цей тип найбільш поширений на великих вантажних автомобілях і важких автобусах. Ними також можуть бути оснащені такі дорогі легкові автомобілі, як "Рендж Ровер", "Мерседес" та інші. Найбільш поширена схема виглядає так:
- гвинт;
- гайка (кулькова);
- рейка;
- зубчастий сектор.
- Гвинтовий редуктор може бути як із вбудованим гідропідсилювачем, так і без нього. Маючи ті ж переваги, що і черв'ячний, гвинтовий має більший ККД.
Шестерний або рейковий
Останній тип редуктора найбільш знайомий масовому російському автолюбителю. Він більше відомий як рейковий кермовий механізм через наявність у пристрої зубчастої горизонтальної рейки. Ця рейка за допомогою шестерні на валу рульового колеса отримує рух праворуч або ліворуч і через тяги повертає колеса. Пристрій найширше застосовується у легкових машинах. 
Пристрій кермового механізму рейкового типу відрізняється простотою конструкції, малою масою та відносно низькою вартістю виготовлення. Рейковий кермовий механізм включає в себе невелику кількість тяг і шарнірів і при цьому має достатньо високим ККД. Завдяки підвищеній жорсткості, авто чудово слухається керма. Але з тієї ж причини машина чутливіша до дорожніх нерівностей.
Рейковий кермовий механізм може встановлюватися на авто як з гідропідсилювачем керма, так і без такого. Однак через конструктивних особливостеййого складно монтувати на автомобілі із залежною передньою підвіскою. В силу цього сфера його застосування обмежена лише легковими автомобілями з незалежною підвіскою передніх керованих коліс.
Догляд та профілактика кермового механізму
Автомобіль – єдиний складний організм. Тривалість служби вузлів та деталей у пристрої машини загалом та кермового механізму зокрема залежить від безлічі факторів. До них відносяться:
- стиль водіння конкретної людини;
- стан автошляхів;
- своєчасне проходження ТО.
Щоразу, заганяючи машину на естакаду або спускаючись у оглядову ямуз будь-якої причини, зверніть увагу на стан захисних гумок, важелів та гайок кермового механізму. Нічого не повинно бовтатися. Люфти в шарнірах приводу легко перевірити, похитуючи колесо та вслухаючись у роботу зчленованих деталей.
Пам'ятайте: профілактика – найкраще лікування.
Кожен вузол та механізм автомобіля по-своєму важливий. Мабуть, немає такої системи, без якої автомобіль міг би нормально функціонувати. Одна з таких систем – кермовий механізм. Напевно, це одна з найважливіших частин машини. Давайте розглянемо, як влаштований цей вузол, його призначення, елементи конструкції. А також навчимося регулювати та ремонтувати цю систему.
Принцип роботи рейкової рульової тяги
Рейковий кермовий механізм
Рейковий кермовий механізм є найпоширенішим типом механізму, що встановлюється на легкові автомобілі. Основними елементами кермового механізму є шестерня та рульова рейка. Шестерня встановлюється на валу рульового колеса і знаходиться в постійному зачепленні з рульовою (зубчастою) рейкою.
Схема рейкового кермового механізму
1 – підшипник ковзання; 2 – манжети високого тиску; 3 – корпус золотників; 4 – насос; 5 – компенсаційний бачок; 6 – рульова тяга; 7 – кермовий вал; 8 – рейка; 9 – компресійний ущільнювач; 10 – захисний чохол.
Робота рейкового кермового механізму відбувається в такий спосіб. При обертанні кермового колеса рейка переміщається вліво або вправо. Під час руху рейки переміщаються приєднані до неї тяги кермового приводу та здійснюють поворот керованих коліс.
Рейковий кермовий механізм відрізняється простотою конструкції і, як наслідок, високим ККД, а також має високу жорсткість. Але такий тип кермового механізму чутливий до ударних навантажень від нерівностей дороги, схильний до вібрацій. Внаслідок своїх конструктивних особливостей рейковий кермовий механізм застосовується на передньопривідних автомобілях 
Черв'яковий кермовий механізм
Схема черв'ячного редуктораЦей кермовий механізм є одним із «застарілих» пристроїв. Їм оснащені практично всі моделі вітчизняної класики. Механізм застосовується на автомобілях з підвищеною прохідністюіз залежною підвіскою керованих коліс, а також у легких вантажних автомобілях та автобусах.
Конструктивно пристрій складається з наступних елементів:
- кермовий вал
- передача «черв'як-ролик»
- картер
- рульова сошка
Пара "черв'як-ролик" знаходиться в постійному зачепленні. Глобоїдальний черв'як є нижньою частиною рульового валу, а ролик закріплений на валу сошки. При обертанні керма ролик переміщається зубами черв'яка, завдяки чому вал рульової сошки також повертається. Результатом такої взаємодії є передача поступальних рухівна привід та колеса.
Рульовий механізм черв'ячного типу має такі переваги:
- можливість повороту коліс на більший кут
- гасіння ударів від дорожніх нерівностей
- передача великих зусиль
- забезпечення кращої маневреності машини
Виготовлення конструкції досить складне та дороге – у цьому головний її мінус. Рульове управлінняз таким механізмом складається з безлічі сполук, періодичне регулювання яких просто необхідне. В іншому випадку доведеться замінювати пошкоджені елементи.
Рульова колонка
Виконує передачу обертального зусилля, що створює водій для зміни напрямку. Складається вона з рульового колеса, що розташовується в салоні (на нього впливає водій, обертаючи його). Воно жорстко посаджено на вал колонки. У пристрої цієї частини кермового управління дуже часто використовується вал, розділений на кілька частин, з'єднаних між собою карданними шарнірами.
Така конструкція зроблена не просто так. По-перше, це дозволяє змінювати кут положення кермового колеса щодо механізму, зміщувати його у певний бік, що нерідко необхідно при компонуванні складових частинавто. На додаток така конструкція дозволяє підвищити комфортабельність салону - водій може змінювати положення рульового колеса по вильоту та нахилу, забезпечуючи максимально зручне положення.
По-друге, складова рульова колонка має властивість «ламатися» у разі ДТП, знижуючи ймовірність травмування водія. Суть така - при фронтальному ударі двигун може зміститися назад і штовхнути кермовий механізм. Якби вал колонки був цілісним, зміна положення механізму призвела б до виходу валу з кермовим колесом у салон. У випадку ж зі складовою колонкою, переміщення механізму супроводжуватиметься лише зміною кута однієї складової валу щодо другої, а сама колонка залишається нерухомою.
Гвинтовий кермовий механізм
Гвинтовий кермовий механізм поєднує наступні конструктивні елементи: гвинт на валу рульового колеса; гайку, що переміщується гвинтом; зубчасту рейку, нарізану на гайці; зубчастий сектор, з'єднаний із рейкою; рульову сошку, розташовану на валу сектора.
Особливістю гвинтового кермового механізму є з'єднання гвинта та гайки за допомогою кульок, чим досягається менше тертя та знос пари.
Принципово робота гвинтового кермового механізму схожа з роботою черв'ячного механізму. Поворот рульового колеса супроводжується обертанням гвинта, який переміщує гайку. При цьому відбувається циркуляція кульок. Гайка за допомогою зубчастої рейки переміщає зубчастий сектор і з ним кермо.
Гвинтовий кермовий механізм у порівнянні з черв'ячним механізмоммає більший ККД та реалізує великі зусилля. Цей типкермового механізму встановлюється на окремих легкових автомобілях представницького класу, важких вантажних автомобілях та автобусах.
Висновок
У цілому нині механізм є досить надійним вузлом, які потребують ніякого обслуговування. Але при цьому експлуатація кермового керування автомобіля має на увазі проведення своєчасної діагностики для виявлення несправностей.
Конструкція цього вузла складається з багатьох елементів з рухомими сполуками. А де такі з'єднання є, згодом через знос контактуючих елементів, у них з'являються люфти, які значною мірою можуть вплинути на керованість авто.
Складність діагностики кермового керування залежить від його конструктивного виконання. Так у вузлах з механізмом «шестерня-рейка» з'єднань, які необхідно перевіряти не так вже й багато: наконечники, зачеплення шестірні з рейкою, кардан рульової колонки.
А ось із черв'ячним механізмом через складну конструкцію приводу точок діагностики значно більше.
Що стосується ремонтних робітпри порушенні працездатності вузла, наконечники при сильному зносі просто замінюються. У кермовому механізмі на початковому етапі люфт вдається прибрати регулюванням зачеплення, а якщо це не допомогло - перебирання вузла з використанням ремкомплектів. Кардани стовпчика, як і наконечники – просто замінюються.
