Винтовые механизмы рулевого управления Харьков

В настоящее время на грузовых автомобилях распространенным является механизм рулевого управления с винтовой передачей с циркулирующими шариками и зубчатым зацеплением.
Механизм рулевого управления автомобиля МАЗ представляет собой винт вала рулевого колеса, который проходит внутри гайки-рейки, находящейся в зацеплении с зубчатым сектором вала сошки. В винтовые канавки между гайкой-рейкой и винтом при сборке заложено два ряда шариков. Движение шариков в винтовых канавках ограничено направляющими. Высокая точность деталей механизма обеспечивает лег-кое и плавное вращение винта в гайке-рейке. Вал сошки, изготовленный как одно целое с зубчатым сектором, установлен на игольчатых подшипниках в картере механизма. Зубья сектора выполнены с переменной по длине толщиной, что позволяет регулировать зазор в зацеплении с рейкой, перемещая в осевом направлении сектор регулировочным винтом. Винт в сборе с валом сектора вворачивают в боковую крышку картера и крепят контргайкой. Регулировочный винт упирается в опорную пластину и удерживается гайкой. Контргайка фиксирует положение винта после регулировки. Винт вращается в двух роликовых подшипниках и соединяется с валом рулевого колеса карданным шарниром. Для правильной установки сошки на торие вала сектора нанесена метка, которую при сборке совмещают с меткой на сошке.
У механизма рулевого управления автомобиля ЗИЛ поршень-рейка одновременно является поршнем гидроусилителя (гидроусилитель встроен конструктивно в механизм рулевого управления) и рейкой, которая находится в зацеплении с зубчатым сектором вала рулевой сошки. При воздействии водителя на рулевое колесо через вал и карданную передачу вращение передается винту, по которому на циркулирующих шариках перемещается шариковая гайка. Вместе с гайкой вдоль винта перемещается поршень-рейка, поворачивая зубчатый сектор вала сошки. Зазор в зацеплении зубьев рейки и сектора можно регулировать, смещая в осевом направлении вал сошки, так как зубья имеют переменную по длине толщину. В картер механизма рулевого управления и в отверстие его боковой крышки запрессованы бронзовые втулки, в которых вращается вал сошки.
Механизм рулевого управления автомобилей марки «КамАЗ» включает в себя угловой редуктор, ведущее и ведомое конические зубчатые колеса которого передают вращение на винт, перемещающий гайку и скрепленную с ней поршень-рейку, зубья которой входят в зацепление с зубчатым сектором вала сошки. К корпусу углового редуктора прикреплен корпус клапана управления гидроусилителя.

Механизм рулевого управлении автомобиля МАЗ:

1 — сошка; 2 и 17— уплотнительные манжеты; 3 — упорное кольцо; 4 — подшипник вала сектора; 5 — картер; 6 — гайка-рейка; 7 — зубчатый сектор; 8 — регулировочные прокладки; 9 — болт крепления крышки; 10 — нижняя крышка; 11 — подшипник винта; 12 — винт; 13 и 15— направляющие шариков; 14 — шарики; 16 — пробка отверстия для заливки масла; 18 — опорная пластина: 19 — гайка регулировочного винта; 20 — боковая крышка картера: 21 — контргайка; 22 — регулировочный винт.

Червячные механизмы рулевого управления

До недавнего времени в грузовых автомобилях марки «ГАЗ»  применялся червячный рулевой механизм. Он собран в картере, который крепится к левому лонжерону рамы. Рулевое колесо закреплено на верхнем конце вала. На противоположном конце вала на шлицы запрессован глобоидальный червяк, опирающийся на конические роликовые подшипники.

Механизм рулевого управления автомобиля ГАЗ-53А:

1 — стопорная шайба; 2 — хвостовик вала сошки; 3 — винт; 4 и 9 — гайки; 5 — штифт;      6 и 22 — уплотнительные муфты; 7— вал сошки; 8 — сошка; 10 — вал; 11 — трубка; 12, 15, 20 и 21 — подшипники; 13 — глобоидальный червяк; 14 — ось ролика;1б—ролик; 17—распорная втулка; 18 — кривошип; 19 — картер; 23 — пружина; 24 — прокладка

В зацеплении с червяком находится трехгребневый ролик, посаженный на двух шарикоподшипниках, между которыми помещена распорная втулка. Ось ролика закреплена в вильчатом кривошипе вала сошки. Вал сошки имеет сдвоенные шлицы, обеспечивающие правильность установки сошки под необходимым углом.

Рулевые механизмы

Механизм рулевого управления — понижающая передача, преобразующая вращение вала рулевого колеса в качание вала сошки. Механизм рулевого управления представляет собой редуктор.

Особенность  работы механизма рулевого управления заключается в следующем:

• выходное звено механизма рулевого управления — сошка не вращается, а совершает качание в пределах угла 90—100°;

• основной режим работы соответствует прямолинейному движению автомобиля;

• зазор, определяющий свободное вращение рулевого колеса, должен иметь небольшую величину.

Требования, предъявляемые к рулевым механизмам управления:

• высокий КПД в прямом направлении движения автомобиля и несколько меньше в обратном;
• нулевой зазор в среднем положении, т. е. механизм с без зазорным зацеплением.

По конструкции рулевые механизмы рулевого управления делятся на червячные, винтовые и реечные.

• основной режим работы соответствует прямолинейному движению автомобиля;
• зазор, определяющий свободное вращение рулевого колеса, должен иметь небольшую величину.
Требования, предъявляемые к механизмам рулевого управления;
• высокий КПД в прямом направлении движения автомобиля и несколько меньше в обратном;
• нулевой зазор в среднем положении, т. е. механизм с без зазорным зацеплением.

Механизм рулевого управления автомобиля ЗИЛ:

1 — нижняя крышка; 2, 14, 27, 31 и 35 — уплотнительные резиновые кольца; 3 — заглушка; 4 — картер рулевого механизма; 5— поршень-рейка; 6 — разрезное кольцо; 7— винт рулевого механизма; 8— шариковая гайка; 9 желоб; 10 — шарик; 11 - уплотнительное чугунное разрезное кольцо поршня; 12 — промежуточная крышка; 13 — упорный шарикоподшипник; 15 — шариковый клапан; 16— золотник; 17— корпус клапана управления; 18— пружинная шайба; 19 — регулировочная гайка; 20 — верхняя крышка; 21 — игольчатый подшипник; 22 и 41 — упорные кольца уплотнительной манжеты; 23 и 42 — замочные кольца; 24 и 40 — уплотнительные манжеты; 25 — реактивная пружина; 26— реактивный плунжер; 28 — установочный винт; 29 — сектор; 30— боковая крышка; 32 — упорная шайба; 33 — регулировочная шайба; 34 — стопорное кольцо; 36 — регулировочный винт; 37 — вал сошки; 38 — сливная пробка с магнитом; 39 — втулка вала сошки; 43 — сошка.

Механизм рулевого управления: 1 — защитный колпачок; 2 ~ картер; 3 — рейка; 4 — приводное зубчатое колесо; 5 — рулевая тяга; 6 — распорная втулка; 7— болт крепления рулевой тяги; 8 — соединительная пластина; 9 — упорная втулка; 10 — опора; 11— опорная втулка рейки; 12 — защитный чехол; 13 — хомут; 14 — упорное кольцо рейки; 15 — уплотни-тельное кольцо упора рейки; 16 — гайка; 17— упор рейки; 18 — роликовый подшипник; 19 - шариковый подшипник; 20 — стопорное кольцо; 21 — уплотнительное кольцо гайки; 22 -гайка крепления подшипника зубчатого колеса; 23 — пыльник: 24— шайба.

Стабилизация управляемых колес

Стабилизация управляемых колес. Силы, действующие на автомобиль, стремятся отклонить управляемые колеса от положения, соответствующего прямолинейному движению. Чтобы не допустить поворота колес под действием случайных сил (толчков от наезда на неровности дороги и т. п.), управляемые колеса должны обладать способностью, сохранять положение, соответствующее прямолинейному движению, и возвращаться в него из любого другого положения. Эта способность называется стабилизацией управляемых колес.
Стабилизация обеспечивается наклонами шкворней в поперечной и продольной плоскостях и упругими свойствами пневматической шины.
Поперечный наклон шкворня вызывает подъем центра тяжести автомобиля при повороте управляемых колес. Поворачиваемое колесо, опираясь на дорогу, вызывает соответствующий подъем передней оси и центра тяжести автомобиля. Если отпустить рулевое колесо, то передняя часть автомобиля опустится вниз, и передние колеса возвращаются в положение, соответствующее прямолинейному движению. Стабилизирующий момент, действующий на управляемые колеса, с увеличением угла наклона шкворня и веса, приходящего на переднюю ось, возрастает. На стабилизирующий момент, возникающий вследствие поперечного наклона шкворня, не влияют скорость движения и качество дороги. Поперечный наклон шкворня (6—10°) уменьшает плечо поворота колеса, снижая передачу ударных нагрузок, действующих на рулевое управление от дороги. Часто стабилизирующий момент от наклона шкворня вбок называют весовым стабилизирующим моментом.
Продольный наклон шкворня обычно выбирают таким, при котором нижний конец шкворня смещен вперед относительно вертикали, проходящей через его середину. Вследствие этого точка пересечения оси с дорогой расположена впереди центра контактной площадки колеса и дороги. При движении автомобиля его траектория движения часто имеет криволинейный характер, предопределяющий возникновение центробежной силы. Эта сила стремится сдвинуть автомобиль от центра поворота, чему препятствуют реакции дороги, приложенные в центре контактных площадок и направленные к центру поворота. Реакции управляемых колес, действуя на плече, созданном в результате наклона шкворня назад, стремятся возвратить управляемые колеса в положение, соответствующее прямолинейному движению. Стабилизирующий момент, действующий на управляемые колеса, в результате наклона шкворней в продольной плоскости пропорционален квадрату скорости и называется скоростным стабилизирующим моментом. Угол наклона шкворня в продольной плоскости равен 1—3,5° и в значительной степени связан с упругим стабилизирующим моментом пневматической шины.
Эластичная шина соприкасается с дорогой на определенной площади, называемой контактной площадкой. Силы, действующие в контактной площадке, противодействуют повороту колеса. Создаваемый стабилизирующий момент зависит от эластичности шин. У грузовых автомобилей, снабженных сравнительно жесткими шинами, упругий стабилизирующий момент небольшой, у легковых автомобилей он больше и приводит иногда к чрезмерной стабилизации управляемых колес, затрудняя упраа1ение. Для уменьшения влияния упругого стабилизирующего момента у большинства легковых автомобилей угол наклона шкворня в продольной плоскости делают равным нулю.