Из чего состоит рулевой механизм: виды, устройство и принцип работы

Содержание

устройство и принцип работы такого типа управления, схема

Главную часть управления машины представляет рулевой механизм. Его основным предназначением являются уменьшение прилагаемых к управлению движением сил, которые задействуются при эксплуатации руля, передача операции на рулевой привод и возврат руля в исходное положение вследствие уменьшения нагрузки. Ознакомиться с устройством и принципом работы силового узла, благодаря которому колёса поддаются рулевому управлению, можно далее в материале.

Состав и устройство реечного рулевого механизма

Сегодня реечная система является самой популярной, поэтому далее пойдёт речь именно о комплексном устройстве этого управления.

Знаете ли вы? Большинство считает, что реечный механизм был придуман в течение пары последних десятилетий. На самом деле первые авто начала XX века были оснащены именно таким механизмом, затем об изобретении забыли на время, но в 1948 году конструкция вернулась в оборот после изобретения Эрлом Стилом Макферсоном подвески на направляющих стойках.

Итак, весь механизм состоит из таких компонентов:

  1. Руль — прибор, с помощью которого можно направлять движение транспорта в нужную область.
  2. Колонка — железный стержень с пазами (шлицы), наличие которых позволяет зафиксировать руль с одной стороны, а присутствие шлицев с другой стороны позволяет крепить руль к узлу управления.
  3. Рейка — это механическое приспособление, заставляющее передние колёса машины поворачиваться в ту сторону, в которую вывернут руль. Такое устройство изготавливается из лёгкого сплава, включает зубчатую рейку и шестерню.
  4. Тяги — имеют вид металлического стержня, на одной стороне которого расположена резьба, а на другой — шарнирный шаровый прибор с резьбой.
  5. Наконечник — деталь используется для вкручивания тяги, представляет собой шаровый шарнир с вкрученной резьбой.

Стоит знать, что в рулевом узле внедорожников можно встретить такую деталь, как демпфер рулевой рейки, так как главной целью элемента является снижение вибрации на руле. Таким образом, демпфер выполняет функцию амортизатора двустороннего действия и крепится между тягами и корпусом рейки.

Принцип работы

Винтореечный механизм чаще всего устанавливается на легковые автомобили и имеет довольно простой принцип работы. В момент выворачивания руля усиление с него переходит на шестерню — это провоцирует вращение рейки. Затем тяги рулевого привода (они разворачивают ступицы и поворотные кулаки) вместе с рейкой движутся влево или вправо. Поскольку к ступицам крепятся колёса автомобиля, то при повороте руля происходит синхронный поворот фронтальных колёс.

Рекомендуем для прочтения:

Где используется

Сегодня реечный механизм считается неотъемлемой частью конструкции автомобиля с переднеприводным управлением руля и независимой подвеской

. Это устройство в большинстве случаев устанавливается на отечественные авто ВАЗ-2108, иные модели этого изготовителя и на АЗЛК-2141.

Благодаря высокому КПД, компактности и простой структуре подобные конструкции применяются для автомобилей массой до 3,5 т или для машин с небольшой грузоподъёмностью.

Видео: Как устроены рулевое управление и усилитель руля

Специалисты отмечают особое удобство в эксплуатации упомянутого устройства на авто с независимой подвеской передних колёс вида MacPherson, так как поворотный рычаг, который крепится шаровым пальцем с поперечной тягой, можно сделать на стойке подвески, применяя стойку как часть рулевого приспособления.

Знаете ли вы? В 1951 году усилитель руля впервые запустили в широкое промышленное производство, после чего он начал обретать первую популярность у автолюбителей. До этого момента устройство устанавливали только на спортивных раллийных автомобилях

это помогало гонщикам выкручивать рулевое колесо гораздо быстрее.

Преимущества и недостатки

Несмотря на универсальность рассматриваемого типа управления, каждому водителю важно учесть не только плюсы, но и минусы, которые являются весьма существенными.

К преимуществам относятся:

  • простота и небольшие размеры;
  • малая масса;
  • регулярный ремонт и диагностика не требуются;
  • надёжность выполнения задач;
  • низкая стоимость.

Недостатками являются:

  • удары от дорожных неровностей проецируются на рулевое колесо;
  • регулярные неполадки, проявляющиеся стуками в рейке или люфтами;
  • легковушки с независимой подвеской управляемых колёс чаще всего не подходят для эксплуатации описываемого механизма в полном объёме.

Хотя такой механизм считается довольно надёжным, сроки службы определяются условиями эксплуатации, качеством сборки транспорта, правильным хранением и аккуратностью вождения.

Важно! При долгом хранении транспортного средства во влажной среде устройство может быстро заржаветь. Рекомендуется следить за уровнем сырости в гараже или другом приспособленном помещении.

Экстремальный стиль вождения по выбоинам и другим неровностям на дороге также сокращает срок использования механизма.

Как работает с усилителем

Усилитесь руля в вышеуказанном типе управления является вспомогательным механизмом при вращении рулевого колеса. Его установка поможет снизить силовые затраты при управлении рулём.

После установки усилителя система рулевого механизма приобретает иной вид. Цилиндр, имеющий в середине поршень, добавляется в рейку. С обеих сторон поршня присутствует жидкость. Таким образом, при повышении давления в жидкости с одной стороны поршень начинает двигаться, при этом перемещая саму рейку и облегчая управление рулём.

Для уменьшения усилий при повороте руля опытные водители рекомендуют оснащать рулевой механизм усилителем (гидроусилителем, гидроэлектроусилителем, электроусилителем или пневмоусилителем)

Сегодня реечный тип управления продолжает держать лидирующие позиции в комплектации легковых автомобилей. Популярность устройства обусловлена приемлемой ценовой политикой, простотой конструкции и компактностью. Но несмотря на то, что деталь не требует частого обслуживания, обеспечивать должную эксплуатацию всё же надо. Это поможет продлить срок службы рулевого узла автомобиля.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Состоит рулевой механизм. Рулевое управление

Работа на поприще СТК Этим «Посмотрим» заканчивается мой дневник, дальше записей я не вёл по причине какой-то беспросветной перспективы создания танка, принципиально ничего не менялось и работы продолжались в том же духе, что и в 1989 г.После избрания меня председателем

Мужская работа Владимир РАТКИН Москва«Гул моторов нарушал тишину нашего командного пункта. Вдруг я услышал, как кто-то бранится, призывая на помощь всех святых. …Вероятно, опять какая-то авария, подумал я. В этот час это было неприятно. Регулярно в десять часов вечера

Возможные неисправности рулевого управления с

2.2. Устройство и работа Бензиновый двигатель – это двигатель с возвратно-поступательным движением поршней и принудительным воспламенением, работающий на топливно-воздушной смеси. В процессе сгорания запасенная в топливе химическая энергия преобразуется в тепловую, а

автора Коллектив авторов

4.1. Устройство и работа Для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к колесам автомобиля необходимо сцепление (если у автомобиля ручная КПП), коробка передач, карданная передача (для заднеприводной машины), главная передача с дифференциалом и полуоси

Из книги автора

5.2. Устройство и работа передней и задней подвески Рассмотрим наиболее распространенные виды подвески переднего моста.1. Двойные поперечные рычаги (рис. 5.3). Рис. 5.3. Передняя подвеска с двойными поперечными рычагамиЗдесь показаны элементы базовой системы независимой

Из книги автора

Неисправности подвески и рулевого управления К неисправностям подвески и рулевого управления относятся:– увеличение свободного хода (люфта) рулевого колеса;– повышение силы, необходимой для поворота передних колес, слишком «жесткое» рулевое управление;– подтекание

Из книги автора

Регулировка рулевого управления Техническое состояние рулевого управления непосредственно влияет на безопасность движения, поэтому регулировать его механизмы надо своевременно и особенно тщательно. Приближенно оценить техническое состояние рулевого колеса, т.е.

Из книги автора

Техническое обслуживание системы рулевого управления с гидроусилителем руля Люфт руля на автомобилях с гидроусилителем измеряют при работающем двигателе. Как правило, рулевой механизм с гидроусилителем прост в обслуживании. Даже когда отказывает насос

Из книги автора

Схема, устройство работа В механизм газораспределения входят: распределительный вал и его привод. Передаточные детали – толкатели с направляющими втулками, а при верхнем расположении клапанов еще штанги и коромысла, клапаны, их направляющие втулки и пружины, опорные

Из книги автора

5.5.4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И КОМПЛЕКСЫ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ Работы по созданию автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) электроэнергетических объектов были начаты с появлением

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

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

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

Реечный рулевой механизм

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

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

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

Червячный рулевой механизм

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

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

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

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

Винтовой рулевой механизм

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

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

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

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

Многие согласятся с тем, что двигатель является основой автомобиля. И это действительно так. Однако представить автомобиль без рулевого управления тоже трудно. Это важный и необходимый в каждой машине элемент. Задача рулевого управления состоит в обеспечении движения транспортного средства в заданном направлении. Данный узел состоит из нескольких компонентов. Это рулевое колесо, колонка, привод и рулевой механизм. О последнем мы сегодня и поговорим.

Функции

Механизм рулевого управления имеет несколько основных задач:

  • Передача усилий на привод.
  • Увеличение усилия, что прикладывается водителем к рулю.
  • Самостоятельный возврат руля в нейтральное положение при снятии нагрузки.

Разновидности

Данный элемент может быть нескольких типов. Сегодня встречаются следующие типы рулевых механизмов:

  • Реечный.
  • Червячный.
  • Винтовой.

Что собой представляет каждый из них? Все эти типы механизмов мы рассмотрим по отдельности.

Реечный

На данный момент он является одним из самых распространенных. В основном, устанавливается на легковые автомобили и кроссоверы. Устройство рулевого механизма реечного типа предполагает наличие следующих деталей:

Первая устанавливался на валу руля. Шестерня находится в постоянном зацеплении с зубчатой рейкой. Действует данный механизм довольно просто. При вращении руля рейка перемещается вправо или влево. При этом тяги, что присоединены к приводу, поворачивают управляемые колеса на заданный угол.

Среди преимуществ такого механизма стоит отметить простоту конструкции, большой КПД и высокую жесткость. Однако при этом такой механизм сильно чувствителен к неровностям на дороге, из-за чего быстро изнашивается. Нередко владельцы подержанных автомобилей сталкивались с проблемой стучащей рейки. Это и есть следствие износа рулевого механизма. Поэтому элемент устанавливается лишь на определенные типы автомобилей. В основном это переднеприводные машины с независимой передней подвеской. Если говорить про ВАЗ, то рейка встречается на всех моделях, начиная с «восьмерки». На «классике» же устанавливается несколько иной рулевой механизм.

Червячный

Именно такой тип используется на отечественных «Жигулях», а также на некоторых автобусах и малотоннажных грузовиках. Состоит данный узел из:

  • Червяка глобоидного типа с переменным диаметром.
  • Рулевого вала, с которым соединяется червяк.
  • Ролика.

Вне рулевого механизма расположена сошка. Это специальный рычаг, который связан с тягами привода. По такой же схеме устроен рулевой механизм на ГАЗ-3302.

Среди преимуществ такого узла стоит отметить меньшую чувствительность к ударным нагрузкам. Поэтому данный рулевой механизм, на ВАЗ-2107 устанавливаемый, является практически вечным. Владельцы редко сталкиваются со стуком и вибрациями на руле. Однако такая схема конструкции имеет больше соединений. Поэтому периодически механизм нуждается в регулировке.

Винтовой

Это более сложный в устройстве узел. В его конструкцию входит:

  • Винт. Расположен на валу рулевого колеса.
  • Гайка. Она перемещается по предыдущему элементу.
  • Зубчатая рейка.
  • Зубчатый селектор. Он соединен с рейкой.
  • Рулевая сошка. Находится на валу селектора.

Ключевая особенность данного механизма заключается в способе соединения гайки и винта. Крепление осуществляется при помощи шариков. Таким образом, достигается меньший износ и трение пары.

Принцип работы винтового элемента схож с червячным. Поворот руля осуществляется посредством вращения винта, что перемещает гайку. Последняя передвигает при помощи рейки зубчатый сектор, а вместе с ней и рулевую сошку.

Где используется винтовой механизм? Зачастую, он применяется на тяжелой коммерческой технике — грузовиках и автобусах. Если говорить о легковых автомобилях, то это лишь модели представительского класса. Механизм более сложный в устройстве и дорогой, поэтому значительно увеличивает стоимость самого автомобиля.

Усилитель

Сейчас практически на всех автомобилях применяется усилитель рулевого управления. Он служит для уменьшения усилий, что необходимы для поворота передних колес. Данный элемент позволяет обеспечить высокую точность и быстродействие рулевого управления. На данный момент различают несколько типов усилителей:

  • Гидравлический.
  • Электрический.

Первый тип является более популярным. Устанавливается как на легковые автомобили, так и на грузовики. В устройстве усилителя имеется насос, который создает определенное давление в гидравлической системе. В зависимости от стороны поворота руля, эта жидкость давит на первый либо второй контур рейки. Таким образом, снижается усилие, что требуется приложить для поворота. Среди преимуществ гидравлической системы стоит отметить высокую надежность. Усилитель редко выходит из строя. Однако, поскольку механизм насоса приводится в действие от коленвала, забирается часть мощности от ДВС. Хотя на современных двигателях это вовсе незаметно.

Электрический усилитель состоит из отдельного двигателя. Крутящий момент от него передается на сам вал рулевого колеса. Конструкция применяется только на легковых автомобилях, так как не рассчитана на большие усилия.

ЭУР оборудован отдельной электроникой, которая и управляет данным двигателем. Иногда усилитель доукомплектовывается адаптивными системами, которые направлены на увеличение безопасности при движении по полосе.

Среди инновационных решений стоит отметить систему динамического управления от «Ауди». Здесь передаточное число изменяется в зависимости от текущей скорости автомобиля. Таким образом, на высоких скоростях руль жесткий и сбитый, а при парковке он становится легким. Передаточное число изменяется при помощи сдвоенного планетарного редуктора, который добавлен в вал. Корпус его может проворачиваться в зависимости от скорости автомобиля.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет данный механизм. Это очень ответственный узел в рулевом управлении. Вне зависимости от типа, его нужно периодически проверять. Ведь потеря управления на скорости — это самое опасное, что может произойти с водителем.

Управления. Для чего она нужна? Основные функции направлены на преобразование вращательного движения руля в возвратно-поступательные. Такую задачу выполняет рулевое управление и механизм. На автомобилях установлены различные системы. Давайте рассмотрим устройство и принцип действия этих узлов.

Назначение

Чтобы транспортные средства имели возможность перемещаться по направлению, выбранному водителем, нужно, чтобы они были оборудованы механизмами для управления. Конструкция его определяет, будет ли движение на автомобиле безопасным, а также то, на какой скорости водитель будет уставать и утомляться.

Требования

К рулевому управлению и механизму предъявляются определенные требования. В первую очередь, это обеспечение высокой маневренности. Кроме этого, механизм должен быть устроен таким образом, чтобы управлять транспортным средством было легко. По возможности обеспечивается только качение, без боковых скольжений покрышек в повороте. Управляемые колеса должны автоматически возвращаться в состояние прямолинейного движения после того, как водитель отпустит руль. Еще одно требование — отсутствие обратимости. То есть в системе управления не должно быть даже малейшей возможности передать удары от дороги на рулевое колесо.

Важно, чтобы у системы было следящее действие. Автомобиль должен сразу же реагировать даже на самые минимальные повороты руля.

Устройство

Рассмотрим устройство механизма рулевого управления. В целом система представляет собой непосредственно механизм, усилитель, а также привод. Что касается типов, то различают:

  • реечное рулевое управление;
  • червячный механизм;
  • винтовой.

Общее устройство достаточно простое. Конструкция логичная и оптимальная. Это доказано тем, что за много лет в автомобилестроении в механизм управления каких-либо значительных изменений внесено не было.

Колонка

Все без исключения механизмы оснащены рулевой колонкой. В ее устройство входит несколько различных узлов и деталей. Это руль, рулевой вал, а также кожух в виде трубы с подшипниками. Кроме того, колонка состоит из различных крепежных деталей, обеспечивающих неподвижность и устойчивость всей конструкции.

Функционирует данный узел очень просто. Водитель транспортного средства воздействует на рулевое управление. Механизм преобразует усилие водителя, которое передалось по валу.

Рейка

Это наиболее популярный и широко распространенный тип рулевого механизма. Таким управлением зачастую оснащают легковые автомобили, имеющие независимую систему подвески на управляемой паре колес. В основе лежит шестеренка и рейка. Первая жестко и постоянно закрепляется к рулевому валу через кардан. Также она находится в постоянном зацеплении с зубьями на рейке. Когда водитель вращает рулевое колесо, под воздействием шестеренки двигается рейка влево или вправо. С каждой стороны к ней прикреплены тяги и наконечники. Это части рулевого привода, которые воздействуют на управляемые колеса.

Среди преимуществ выделяют простоту и надежность конструкции, высокий КПД, меньшее число и тяг по сравнению с другими типами рулевого управления. Рулевой механизм компактен и имеет невысокую цену.

Есть и недостатки — это восприимчивость и чувствительность к дорожным неровностям. Любые толчки от передних управляемых колес тут же передаются на рулевое колесо. Вообще механизм очень боится вибраций. Систему сложно устанавливать на автомобили, где подвеска передних колес зависимая. Это ограничивает сферу применения этого механизма только легковыми авто и легким коммерческим транспортом (например, «Фиат Дукато» или «Ситроен Джампер»).

Стоит отметить, что реечный механизм любит аккуратную и размеренную езду по ровным дорогам. Если ездить неаккуратно, деталь начинает стучать и быстро выходит из строя. Если повредились зубья на рейке или на шестеренке, то рулевое колесо может закусывать. Это основные неисправности узла.

Червяк

Червячный механизм рулевого управления сейчас считается уже устаревшим. Но его обязательно нужно рассмотреть, ведь им оснащены старые автомобили (например, «классика» от АвтоВАЗа), а они до сих пор находятся в эксплуатации. Также данную систему можно встретить на полноприводных автомобилях для бездорожья, на машинах с зависимым типом подвески управляемой пары колес. Кроме того, механизмом этой конструкции оснащены легкие грузовики, автобусы. Механизм рулевого управления УАЗа устроен и работает так же.

В основе червячного редуктора лежит зубчатый винт переменного диаметра. Он зацеплен с другими элементами. Это ролик и вал рулевой колонки. На данном валу установлен специальный рычаг — сошка. Последняя связана с рулевыми тягами.

Работает все это следующим образом. Когда водителю нужно изменить направление движения, он воздействует на руль. Тот поворачивается и воздействует на вал колонки. Вал в свою очередь действует на червячный. Ролик катается по рулевому валу, отчего сошка также приводится в движение. Вместе с сошкой двигаются рулевые тяги, а затем и пара передних управляемых колес.

Данный тип механизма имеет невысокую чувствительность к ударным нагрузкам в отличии от реечного механизма. Что касается других характеристик, то можно выделить больший выворот колес и улучшенную маневренность. Однако устройство более сложное, а цена производства выше по причине большого количества различных соединений. Для эффективной работы рулевого управления механизм этого типа нуждается в частых регулировках.

Многие автомобилисты встречали данную систему на автомобилях ГАЗ, ВАЗ и других. Но такой редуктор также встречается на дорогих комфортабельных машинах люкс-класса с большой массой и передней независимой подвеской.

Винтовой редуктор

В данном механизме работает вместе несколько элементов. Это винт, установленный на валу рулевой колонки, гайка, которая движется по винту, зубчатая рейка и соединенный с рейкой сектор. Последний оснащен валом, а на нем закреплена рулевая сошка. Данные редукторы встречаются, в основном, на грузовиках — так устроен механизм рулевого управления «КамАЗа».

Особенность данного механизма — это винт и гайка, соединенные между собой посредством шариков. За счет этого удалось достичь снижения трения и износа этой пары.

Что касается принципа действия, то работает данный механизм примерно так же, как и червячный. Когда поворачивают рулевое колесо, вращается винт, перемещающий гайку. При этом циркулируют шарики. Гайка через зубчатую рейку двигает сектор, а вместе с ним двигается и сошка.

Данный механизм отличается высоким КПД и способен реализовывать значительные усилия. Применяется система не только на грузовиках, но и на легких автомобилях (в большинстве своем представительского класса). Также подобное управление встречается и на автобусах. Можно встретить аналогичный механизм рулевого управления на «ГАЗели». Но это касается лишь старых моделей, а также версий бизнес-класса. На новых «Некстах» используется уже рейка.

Неисправности

Неисправности механизмов рулевого управления считаются одними из самых серьезных поломок автомобиля. Так как на большинстве легковых авто установлен реечный механизм, то количество поломок существенно сократилось.

К типовым поломкам можно отнести износ пары рейка-шестеренка, нарушение герметичности корпуса механизма, изношенный подшипник на рулевом валу, а также шарниры тяг. Последняя — это наиболее популярная неисправность в реечных механизмах.

В процессе активного использования автомобиля естественным образом изнашиваются рабочие участки ролика подшипников, вала сошки, червяка. Также стирается регулировочный винт. Вследствие износа в рулевых механизмах появляются зазоры, которые могут спровоцировать стуки при движении. Нередко эти зазоры способны вызывать вибрации на управляемых колесах, потерю устойчивости авто. Определить появление зазоров можно по увеличившемуся люфту на рулевом колесе. Зазор возникает в паре червяк-ролик. Затем вырастает осевое перемещения червяка. Зазоры можно устранить регулировкой.

Причины неисправности

Среди причин типовых неисправностей можно выделить несколько самых основных, Так, первая и главная причина, по которой выходят из строя рейки — это качество дорог. Затем можно отметить периодические нарушении правил эксплуатации, использование некачественных комплектующих, неквалифицированный ремонт механизмов рулевого управления.

Признаки

Если в процессе движения на авто явно на слух определяется стук, то это говорит о том, что сильно изношено шарнирное соединение наконечника тяги. Также эти же симптомы могут сообщить о чрезмерно изношенной шаровой опоре.

Если ощущается биение на руле, то возможно, изношен шарнир на наконечнике тяги, разрушенный подшипник вала. Когда на руле явно ощущается свободный ход, то это тоже говорит об изношенности тяги или неисправной передающей паре.

Регулировка

Данный процесс представляет собой комплекс из операций, направленных на снижение люфта руля, повышение точности при движении, скорости реагирования автомобиля на действия водителя. Для настройки нужно верно выставить осевой и боковой зазоры вала сектора и червяка. Правильные настойки обеспечат незначительный люфт.

Процесс регулировки представляет собой отворачивание контрящей гайки и закручивание регулировочного винта. При этом постоянно в процессе закручивания винта нужно проверять наличие люфта. После того как он устранен, винт фиксируется в положении контргайкой.

Данная регулировка чаще всего помогает устранить люфты, но если зазор остался, то червячная пара в механизме слишком изношена и требует замены. Для этого следует демонтировать редуктор и заменить изношенные элементы.

Заключение

Это все существующие на сегодня виды рулевых механизмов. Мы узнали, как они устроены, вкратце ознакомились с их принципом действия, узнали о признаках неисправностей. Эта информация может помочь в процессе ремонта или планового технического обслуживания автомобиля. Важно помнить, что рулевое управление — очень важный узел и нужно всегда содержать его в исправном состоянии. С его помощью водитель может быстро менять направление движения транспортного средства, что позволяет маневрировать авто на любом участке дороги, быстро реагировать при возникновении опасных ситуаций.

Реечный рулевой механизм автомобиля.


Реечный рулевой механизм



В некоторых технических источниках информации реечные рулевые механизмы относят к шестеренным (зубчатым) рулевых механизмам, поскольку рейка является своеобразным зубчатым колесом, радиус которого бесконечно большой.
Так или иначе, этот тип рулевых механизмов в настоящее время прочно занял место в конструкциях рулевых управлений переднеприводных легковых автомобилей с независимой подвеской.
В настоящее время реечный рулевой механизм применяется на отечественных легковых автомобилях ВАЗ-2108 и последующих переднеприводных моделях этого автозавода, а также на АЗЛК-2141.

Реечные рулевые механизмы просты по конструкции и компактны, имеют высокий КПД, поэтому широко используются на легковых автомобилях. В последнее время такие механизмы применяются на грузовых автомобилях малой грузоподъемности, имеющих независимую подвеску.
Особенно удобно применение реечных рулевых механизмов в автомобилях, оснащенных независимой подвеской передних колес типа MacPherson (Макферсон), поскольку поворотный рычаг, соединяемый шаровым пальцем с поперечной тягой, при этом можно выполнить на стойке подвески, используя стойку в качестве элемента рулевого механизма.

Рабочей парой в реечном рулевом механизме является шестерня-зубчатая рейка, при нормальном профиле зубьев шестерни и рейки передаточное число механизма постоянно. Современные реечные рулевые механизмы могут иметь переменное передаточное число, что достигается нарезкой зубьев рейки специального профиля и с переменным шагом.

Повышенная чувствительность к внешним воздействиям вследствие малого трения, чувствительность к колебаниям рулевого управления вызывают необходимость установки амортизаторов или усилителей для поглощения толчков.
Устройство и принцип работы реечного рулевого механизма рассмотрим на примере переднеприводных автомобилей ВАЗ, имеющих независимую подвеску типа МакФерсон.

***



Реечный рулевой механизм автомобилей ВАЗ

На рис. 1 изображен реечный рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2109, который состоит из картера 2, в котором на двух подшипниках 6 и 8 установлено приводное зубчатое колесо 7, находящееся в зацеплении с рейкой 10. Рейка поджимается к зубчатому колесу пружиной 12 через металлокерамический упор 11. Регулировка в зацеплении осуществляется гайкой 13.

Рис. 1. Реечный рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2109: 1 — защитный чехол; 2 — картер рулевого механизма; 3 — эластичная муфта; 4 — поворотный рычаг; 5 — рулевая тяга; 6 — роликовый подшипник; 7 — зубчатое колесо; 8 — шариковый подшипник; 9 — вал рулевого управления; 10 — рейка; 11 — упор рейки; 12 — пружина; 13 — гайка упора

При повороте вала 9, связанного с рулевым колесом, зубчатое колесо 7 перемещает рейку 10, от которой усилие передается на рулевые тяги и далее через поворотные рычаги 4, установленные на стойках передней подвески, управляемым колесам.

Аналогичную конструкцию имеют рулевые механизмы и других автомобилей ВАЗ с приводом на передние колеса.

***

Рулевое колесо и рулевая колонка


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Рулевой механизм: описание,виды,назначение,принцип работы ,устройство.

Каждый узел и механизм автомобиля по-своему важен. Пожалуй, нет такой системы, без которой автомобиль мог бы нормально функционировать. Одна из таких систем – рулевой механизм. Наверное, это одна из самых важных частей машины. Давайте рассмотрим, как устроен этот узел, назначение его, элементы конструкции. А также научимся регулировать и ремонтировать эту систему.

Принцип работы реечной рулевой тяги

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм — является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Основными элементами рулевого механизма являются шестерня и рулевая рейка. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой.
Схема реечного рулевого механизма

1 – подшипник скольжения; 2 – манжеты высокого давления; 3 – корпус золотников; 4 – насос; 5 – компенсационный бачок; 6 – рулевая тяга; 7 – рулевой вал; 8 – рейка; 9 – компрессионный уплотнитель; 10 – защитный чехол.
Работа реечного рулевого механизма происходит следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается влево или вправо. Во время движения рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и совершают поворот управляемых колес.

Реечный рулевой механизм отличается простотой конструкции и как следствие,  высоким КПД, а также имеет высокую жесткость. Но такой тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от неровностей дороги, склонен к вибрациям. По причине своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм применяется на переднеприводных автомобилях 

 

Червячный рулевой механизм

Схема червячного редуктора

Этот рулевой механизм является одним из «устаревших» устройств. Им оснащены практически все модели отечественной «классики». Механизм применяется на автомобилях с повышенной проходимостью с зависимой подвеской управляемых колес, а также в легких грузовых автомобилях и автобусах.

Конструктивно устройство состоит из следующих элементов:

  • рулевой вал
  • передача «червяк-ролик»
  • картер
  • рулевая сошка

Пара «червяк-ролик» находится в постоянном зацеплении. Глобоидальный червяк представляет собой нижнюю часть рулевого вала, а ролик закреплен на валу сошки. При вращении руля ролик перемещается по зубьям червяка, благодаря чему вал рулевой сошки также поворачивается. Результатом такого взаимодействия является передача поступательных движений на привод и колеса.

Рулевой механизм червячного типа имеет следующие преимущества:

  • возможность поворота колес на больший угол
  • гашение ударов от дорожных неровностей
  • передача больших усилий
  • обеспечение лучшей маневренности машины

Изготовление конструкции достаточно сложное и дорогое – в этом главный ее минус. Рулевое управление с таким механизмом состоит из множества соединений, периодическая регулировка которых просто необходима. В противном случае придется заменять поврежденные элементы.

Рулевая колонка

Выполняет передачу вращательного усилия, которое создает водитель для изменения направления. Состоит она из рулевого колеса, располагаемого в салоне (на него и воздействует водитель, вращая его). Оно жестко посажено на вал колонки. В устройстве этой части рулевого управления очень часто используется вал, разделенный на несколько частей, соединенных между собой карданными шарнирами.

Такая конструкция сделана не просто так. Во-первых, это позволяет менять угол положения рулевого колеса относительно механизма, смещать его в определенную сторону, что нередко необходимо при компоновке составных частей авто. В дополнение такая конструкция позволяет повысить комфортабельность салона – водитель может менять положение рулевого колеса по вылету и наклону, обеспечивая максимально удобное его положение.

Во-вторых, составная рулевая колонка имеет свойство «ломаться» в случае ДТП, снижая вероятность травмирования водителя. Суть такова – при фронтальном ударе двигатель может сместиться назад и толкнуть рулевой механизм. Если бы вал колонки был цельным, изменение положения механизма привело бы к выходу вала с рулевым колесом в салон. В случае же со составной колонкой, перемещение механизма будет сопровождаться всего лишь изменением угла одной составляющей вала относительно второй, а сама колонка остается неподвижной.

Винтовой рулевой механизм

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

 

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

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

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

Заключение

В целом механизм является достаточно надежным узлом, не требующим никакого обслуживания. Но при этом эксплуатация рулевого управления автомобиля подразумевает проведение своевременной диагностики для выявления неисправностей.

Конструкция этого узла состоит из множества элементов с подвижными соединениями. А где такие соединения есть, со временем из-за износа контактирующих элементов, в них появляются люфты, которые в значительной мере могут повлиять на управляемость авто.

Сложность диагностики рулевого управления зависит от его конструктивного исполнения. Так в узлах с механизмом «шестерня-рейка» соединений, которые необходимо проверять не так уж и много: наконечники, зацепление шестерни с рейкой, карданы рулевой колонки.

А вот с червячным механизмом из-за сложной конструкции привода точек диагностики значительно больше.

Что касается ремонтных работ при нарушении работоспособности узла, то наконечники при сильном износе просто заменяются. В рулевом механизме на начальном этапе люфт удается убрать регулировкой зацепления, а если это не помогло – переборкой узла с использованием ремкомплектов. Карданы колонки, как и наконечники – просто заменяются.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

  • 2016 Mercedes-AMG G65 SUV— технические характеристики
  • Система непосредственного впрыска топлива GDI: что это такое и как работает?
  • Лада Х Рей Кросс 2020: комплектации,цена,фото,характеристики,описание,обзор
  • Обзор самых продаваемых авто в России в 2020 году
  • 2017 Германия: общее количество зарегистрированных автомобилей
  • Разряжается аккумулятор. Основные проблемы.
  • БМВ 5-серии: обзор,описание,характеристики,комплектация,цена,фото,видео.
  • toyota gt86: технические характеристики
  • nissan gtr: описание,технические характеристики,цена,фото,видео,салон.
  • Audi a1: технические характеристики,описание,обзор,фото,видео,комплектация
  • В чем польза аксессуаров и какие из них автолюбители предпочитают больше всего
  • Дистанционный запуск двигателя: устройство,виды и принцип работы

Диагностика и ремонт системы рулевого управления

Рулевое управление состоит из рулевой колонки с рулевым колесом, рулевого привода и рулевых тяг.

В целях обеспечения безопасности движения автомобиля необходимо проверять состояние рулевого управления при технических осмотрах всех видов.

Под действием ударных нагрузок, трения и других факторов техническое состояние элементов рулевого управления изменяется. Появляются люфты в сочленениях, способствующие повышенному изнашиванию деталей. Изнашивание или неправильные затяжки и регулировки приводят к увеличению силы трения в рулевом управлении, что влияет на управляемость автомобиля и безопасность движения.

Основные неисправности рулевого управления и их причины

При тугом вращении рулевого колеса основными причинами могут быть:

  • деформация деталей рулевого привода;
  • неправильная установка углов передних колес,
  • низкое давление в шинах передних колес;
  • отсутствие масла в картере рулевого механизма;
  • повреждение деталей шаровых шарниров, подшипника верхней стойки опоры;
  • повреждение деталей телескопической стойки подвески.

А для механизмов червячного типа:

  • перетяжка регулировочной гайки оси маятникового рычага;
  • нарушение зазора в зацеплении ролика с червяком.

Основными причинами увеличенного холостого хода могут быть:

  • ослабление болтов рулевого механизма (для рулевых механизмов червячного типа), гаек шаровых пальцев рулевых тяг,
  • увеличение зазоров в шаровых шарнирах, подшипниках ступиц передних колес.
  • Проверка рулевого управления

Проверку технического состояния рулевого управления производят по суммарной величине люфта и усилию, необходимому для поворота рулевого колеса. Общая величина люфтов рулевого колеса складывается из величины люфтов в подшипниках ступиц передних колес и соединениях шарнирных тяг, шкворневых тяг, элементов и рычагов рулевого управления.

Один раз в год необходимо проверять состояние рулевых тяг, их наконечников, шарниров и защитных колпачков. В проверке нуждаются все защитные чехлы рулевого механизма. Если под колпачки и чехлы проникает вода, пыль и грязь, то шаровые шарниры тяг быстро изнашиваются. Неисправность колпачка или чехла обнаруживают по утечке смазки из шарового шарнира.

Особенности технического обслуживания рулевого управления с гидроусилителем

Механизм рулевого управления с гидроусилителем отличается высокой надежностью и не требует особого технического обслуживания. Даже при отказе насоса гидравлического усилителя можно продолжать движение.

Первой причиной отказа гидравлического усилителя чаще всего является обрыв приводного ремня насоса. Признаком слабого натяжения ремня является появление отдачи (обратного толчка) на рулевом колесе. Обычно это заметнее всего при трогании автомобиля с места, когда колеса повернуты до отказа.

Рабочая жидкость является одновременно и смазочным материалом, поэтому очень важно, чтобы ее уровень не опускался ниже установленного уровня, иначе насос может выйти из строя.

При наличии гидравлического усилителя – сервосистемы необходимо периодически проверять уровень масла, он должен быть по верхней отметке. Если нужно долить масло, то эту процедуру необходимо производить медленно, так, чтобы не образовывались пузырьки воздуха.

Также периодически нужно проверять шланги на наличие утечек, истираний, ослабление креплений.

Проверка гидросистемы

Проверка происходит следующим образом:

Перед проверкой гидросистемы проверяется натяжение приводного ремня насоса, проверяется техническое состояние шкива и измеряется давление воздуха в шинах.

Между насосом и приводом подключается манометр для прокачки системы и полного удаления воздуха.

Двигатель запускается, температура рабочей жидкости доводится до 65–80 градусов.

Рулевое колесо нужно поворачивать вправо и влево до упора при работающем двигателе с частотой вращения коленчатого вала 1000 об/мин, при этом насос гидроусилителя создает давление 79–85 кгс/см2. В течение всей процедуры кран должен быть открыт во избежание повышения температуры.

Если при закрытом кране давление низкое, то это говорит о неисправности насоса, если высокое – то неисправен предохранительный клапан насоса.

После проверки гидросистемы манометр подлежит отсоединению. При необходимости доливается рабочая жидкость и удаляется воздух из системы.

Стандартные неисправности рулевого управления с гидроусилителем:

  • повышенный шум при работе рулевого управления по причине разрегулировки рулевого механизма или неисправности насоса;
  • затрудненное управление автомобилем , возникающее из–за неполадок гидроусилителя – ослабления ремня или низкого уровня жидкости в бачке, из–за неисправности насоса или его клапана;
  • большой люфт, получающийся в случае изношенности главного и промежуточного валов рулевой колонки, повреждения рулевого механизма или его разрегулировки.
    • Особенностью работы по ремонту и техническому обслуживанию гидроусилителя является постоянный контроль за попаданием воздуха в систему, который может ее разрушить.

      РаботыКитайские брендыМультибрендВАЗ
      диагностика рулевого управленияот 315-00от 270-00от 180-00

      *Данная информация не является офертой, определяемой положениями статей 435, 437 Гражданского Кодекса РФ

Рулевой механизм и привод автомобиля

Рис. 2. Рулевой механизм автомобиля ГАЗ-53А

Рулевые механизмы подразделяются на червячные, винтовые, комбинированные и реечные (шестеренные). Червячные механизмы бывают с передачей червяк—ролик, червяк—сектор и червяк—кривошип. Ролик может быть двух- или трех-гребневой, сектор — двух- и многозубый, кривошип — с одним или двумя шипами. В винтовых механизмах передача усилий производится посредством винта и гайки. В комбинированных механизмах передача усилий осуществляется через следующие узлы: винт, гайка — рейка и сектор; винт, гайка и кривошип; гайка и рычаг. Реечные механизмы выполнены из шестерни и зубчатой рейки. Наиболее широко распространена передача глобоидальный червяк — ролик на подшипниках качения. В такой паре значительно уменьшены трение и износ и обеспечено соблюдение необходимых зазоров в зацеплении. Рулевые механизмы такого типа применяют на большинстве автомобилей семейства ГАЗ, ВАЗ, АЗЛК и др.

Червячный рулевой механизм, установленный на автомобилях ГАЗ-БЗА, имеет глобоидальный червяк и трехгребневой ролик, находящиеся в зацеплении. Червяк напрессован на пустотелый вал и установлен в картере рулевого механизма на двух конических роликовых подшипниках. Ролик вращается на оси в игольчатых подшипниках. Ось ролика запрессована в головку вала сошки, который вращается во втулке и цилиндрическом роликовом подшипнике. На мелкие конические шлицы конца вала посажена сошка. Зацепление ролика с червяком зависит от положения регулировочного винта, который фиксируется стопорной шайбой, штифтом и колпачковой гайкой, навернутой на винт.

Рулевой вал помещен в трубу (рулевую колонку), нижний конец которой крепится к верхней крышке картера. В верхней части рулевой колонки установлен радиально-упор-ный подшипник рулевого вала, который имеет мелкие конические шлицы для установки рулевого колеса. Масло в картер рулевого механизма заливают через отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. Такого типа рулевые механизмы устанавливаются на автомобилях ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-302 «Волга», ГАЗ-66, автобусах ЛАЗ-695Н и др.

Винтовой рулевой механизм, устанавливаемый на автомобилях ЗИЛ-130, состоит из картера, представляющего одно целое с цилиндром гидроусилителя, винта с шариковой гайкой и рейки-поршня с зубчатым сектором.

Рис. 3. Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-130

Рис. 4. Рулевой механизм автомобиля МАЗ-5335

Сектор выполнен за одно целое с валом рулевой сошки. Картер закрывается крышками 1,8 и 12. Гайка закреплена в рейке-поршне жестко винтами. Винт соединяется с гайкой шариками, которые закладываются в канавке 6 гайки и винта.

Рулевой механизм с винтом и гайкой на циркулирующих шариках отличается малыми потерями на трение и повышенным сроком службы.

В корпусе клапана управления на винте установлены два упорных шариковых подшипника, а между ними — золотник клапана управления. Зазор в этих подшипниках регулируется гайкой.

Зазор в зацеплении рейки-поршня и зубчатого сектора регулируют, смещая вал рулевой сошки винтом, головка которого входит в отверстие вала сошки и опирается на упорную шайбу. Масло в картер рулевого механизма сливают через отверстие, закрываемое магнитной пробкой.

При повороте рулевого колеса винт передвигает шариковую гайку с рейкой-поршнем, и она поворачивает зубчатый сектор с валом сошки. Далее усилие передается на рулевой привод, обеспечивая поворот колес автомобиля. Так работает рулевое управление без гидроусилителя, т. е. при неработающем двигателе.

Комбинированный рулевой механизм, устанавливаемый на автомобиле MA3-5335, состоит из винта и шариковой гайки-рейки, находящихся в зацеплении с зубчатым сектором, вал которого является одновременно и валом сошки. Винт и гайка имеют полукруглые винтовые канавки, которые заполнены шариками. Для создания замкнутой системы для перекатывания шариков в гайку-рейку вставлены штампованные направляющие, предотвращающие выпадание шариков. Винт рулевого механизма установлен в картере в двух конических подшипниках, а вал сектора — в игольчатых подшипниках.

Каждый рулевой механизм характеризуется передаточным числом, которое для рулевых механизмов грузовых автомобилей ЗИЛ-130 и КамАЭ-5320 равно 20,0, для автомобилей ГАЗ-53А — 20,5, для автомобилей MA3-5335—23,6, для автобусов РАФ-2203 — 19,1 и автобусов ЛАЗ-695Н—23,5, а для легковых автомобилей находится в пределах от 12 до 20.

На автомобилях семейства КамАЗ, рулевой механизм типа винт—гайка скомпонован совместно с угловым шестеренчатым редуктором, который передает крутящий момент от карданной передачи рулевого вала на винт рулевого механизма.

На автобусах ЛиАЗ-677М и ЛАЗ-4202 угловой редуктор служит для передачи крутящего момента под прямым углом от рулевого колеса через карданный вал к рулевому механизму типа червяк—сектор.

Реечный рулевой механизм получил широкое применение на переднеприводных легковых автомобилях ВАЗ-2108 «Спутник» и АЗЛК-2141 «Москвич». Он сравнительно прост в изготовлении и позволяет уменьшить количество шарниров рулевых тяг.

Основными деталями такого рулевого механизма является шестерня, нарезанная на валу, и рейка, находящиеся в зацеплении и помещенные в картер. При вращении вала рулевого колеса шестерня, вращаясь, передвигает в продольном направлении рейку, которая посредством шарниров передает усилие на рулевые тяги. Рулевые тяги через наконечник рулевой тяги и поворотные рычаги поворачивают управляемые колеса.

Рулевой привод. Для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам и для правильного взаимного расположения колес при повороте служит рулевой привод. Рулевые привода бывают с цельной трапецией (при зависимой подвеске колес) и с расчлененной трапецией (при независимой подвеске). Кроме того, рулевая трапеция может быть задней или передней, т. е. с поперечной тягой, расположенной сзади передней балки или перед ней.

К деталям рулевого привода с зависимой установкой колес относятся (см. рис. 16.2, а) рулевая сошка, продольная тяга, рычаг продольной тяги, поперечная тяга и рулевые рычаги поворотных цапф.

Рулевая сошка может качаться по дуге окружности, расположенной в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля, или в плоскости, параллельной балке переднего моста. В последнем случае продольная тяга отсутствует, а усилие от сошки передается через среднюю тягу и две боковые рулевые тяги поворотным цапфам. Сошка крепится к валу на конусных шлицах при помощи гайки на всех автомобилях. Для правильной установки сошки при сборке на валу и сошке делают специальные метки. В нижнем конце рулевой сошки, имеющем конусное отверстие, закреплен палец с поперечной тягой.

Продольная рулевая тяга изготовляется из трубы с утолщениями по краям для монтажа деталей двух шарниров. Каждый шарнир состоит из пальца, вкладышей, охватывающих сферическими поверхностями шаровую головку пальца, пружины, ограничителя и резьбовой пробки. При заворачивании пробки головка пальца зажимается вкладышами благодаря пружине. Пружина смягчает удары от колес на рулевую сошку и устраняет зазор при износе деталей. Ограничитель 5 предотвращает чрезмерное сжатие пружины, а в случае ее поломки не позволяет пальцу выйти из шарнира.

Рис. 5. Рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2108 «Спутник»

Рулевые рычаги соединяются с тягами шарнирно. Шарниры имеют различную конструкцию и тщательно защищены от попадания грязи. Смазка попадает в них через масленки. В некоторых моделях автомобилей в шарнирах тяг применяют пластмассовые вкладыши, не требующие смазки в процессе эксплуатации автомобиля.

Поперечная рулевая тяга также имеет трубчатое сечение, на концы которой наворачивают наконечники. Концы поперечной тяги и соответственно шарнирные наконечники имеют правую и левую резьбы для изменения длины тяги при регулировке схождения колес. Наконечники фиксируются на тяге стяжными болтами.

Рис. 6. Шарниры рулевых тяг:
а — продольной тяги; б, в — поперечной тяги

В поперечных рулевых тягах устанавливаются шарниры, в которых перемещение пальца допускается только перпендикулярно к тяге. Поперечная рулевая тяга при независимой подвеске передних колес состоит из средней тяги и двух боковых, соединенных шарнирно.

Шарнир состоит из шарового пальца, который может иметь головку со сферическими поверхностями или шаровую, и двух эксцентриковых вкладышей, прижимаемых к пальцу пружиной, удерживаемой пробкой. При таком устройстве пружины не нагружаются силами, действующими на поперечную рулевую тягу, и устранение зазора при износе деталей шарнира происходит автоматически. Шаровые пальцы устанавливают в конусные отверстия рычагов и закрепляют гайками.

На некоторых легковых автомобилях применяют рулевые управления повышенной безопасности с энергопоглощающим устройством, которые уменьшают усилия, наносящие травму водителю при авариях.

Так, на автомобилях ГАЗ-З02 «Волга» энергопоглощающим устройством служит резиновая муфта, соединяющая две части рулевого вала, а на автомобилях АЗЛК-2140 рулевой вал и рулевая колонка выполнены составными, что дает возможность перемещаться рулевому валу незначительно внутрь салона при столкновениях автомобилей.

Кроме того, рулевое колесо делают с утопленной ступицей и мягкой накладкой, что значительно уменьшает тяжесть травмы, получаемой водителем при ударе о него. Могут применяться и другие устройства, повышающие травмобезопасность водителя.

В автомобилях применяют рулевые механизмы следующих типов: червяк и сектор (автомобиль Урал-375), червяк и ролик (трехгребневой на автомобилях ЗИЛ-164А и ЗИЛ-157 и двухгребневой на автомобилях ГАЗ-53А, ЗАЗ-965 «Запорожец», «Москвич-408», М-21 «Волга» и др.), винт и гайка и комбинированные. К последним относят механизмы, сочетающие винт и гайку на циркулирующих роликах и рейку с сектором (автомобили ЗИЛ-130, ЗИЛ-111, БелАЗ-540 и БелАЗ-548).

В механизме червяк и сектор применяют как обычный цилиндрический червяк, так и глобоидальный червяк с нарезной поверхностью, витки которой выполнены по дуге окружности с центром на оси вращения сектора. В последнем случае даже при крутых поворотах автомобиля между зубьями сектора и червяком сохраняется небольшой зазор.

Механизм с цилиндрическим червяком и сектором показан на рис. 6, а. С насаженным на нижнем конце рулевого вала червяком находится в зацеплении зубчатый сектор, изготовленный как одно целое с валом рулевой сошки.

На рис. 6, б изображен рулевой механизм типа червяк и ролик. На нижнем конце рулевого вала имеется глобоидальный червяк, который находится в зацеплении с двухгребневым роликом, входящим в зацепление с витками червяка и сидящим на оси, закрепленной в вилке вала 8 рулевой сошки. Механизм этого типа является наиболее износостойким и требует от шофера наименьшей затраты усилий при повороте.

Червяк может также работать в паре с боковым сектором. В механизмах этого типа контакт между зубьями происходит не в отдельных точках, как в ранее рассмотренных передачах, а по линиям, что позволяет передавать значительно большие усилия. Однако потери на трение и износ такой передачи велики. Кроме того, механизм этого типа особенно чувствителен к точности регулировки зацепления.

Рис. 6. Основные типы рулевых механизмов:
а — червяк и сектор; б -— червяк и ролик; в — червяк и боковой сектор; 1 — рулевой вал; 2 — цилиндрический червяк; 3 — зубчатый сектор; 4 — вал сошки; 5 — рулевая сошка; 6 — глобоидальный червяк; 7 — ролик; 8 — вал рулевой сошки; 9 — боковой зубчатый сектор

На рис. 7 изображен рулевой механизм типа червяк и ролик с передаточным числом 20,5 автомобиля ГАЗ-53Ф.

К левому лонжерону рамы автомобиля прикреплен болтами чугунный картер рулевого механизма, внутри которого помещаются находящиеся в зацеплении глобоидальный червяк и двухгребневой ролик. Опорами рулевого вала с напрессованным на его нижний конец червяком служат цилиндрический роликоподшипник в рулевой колонке и два конических роликоподшипника в картере рулевой передачи. Последние два подшипника не имеют внутренних колец и их ролики работают непосредственно по поверхности червяка. Ролик посажен на ось на двух шарикоподшипниках, на внутреннее кольцо которых установлено пружинное кольцо. Ось ролика запрессована в головку вала рулевой сошки и смещена от оси червяка в сторону боковой крышки картера на 5,75 мм.

Сошка закреплена на мелких шлицах вала гайкой с шайбой. Четыре сдвоенных шлица обеспечивают правильность соединения сошки с валом. Вал сошки вращается в цилиндрическом роликоподшипнике и втулке и может поворачиваться на угол 90°. Втулка помещается в картере, а подшипник — в его боковой крышке. Кроме боковой, картер имеет также верхнюю и нижнюю крышки. Внутрь картера через отверстие, закрываемое пробкой, заливается масло.

Картер крепится к рулевой колонке хомутом и стяжным болтом. На верхнем конце рулевого вала крепятся рулевое колесо и кнопка сигнала. Провод сигнала проходит внутри рулевого вала в трубке; между трубкой и валом установлено уплотнительное кольцо, прижимаемое к трубке пружиной. Верхний конец вала уплотняется сальником, поджимаемым пружиной. Вал сошки уплотнен сальниками.

Рис. 7. Рулевой механизм автомобиля ГАЭ-53Ф:
1 — кольцо; 2 — внутреннее кольцо подшипников; 3 — шарик; 4 — ось ролика; 5 — уплотнительное кольцо; 6 — трубка; 7 — провод сигнала; 8 и 17 — пружины; 9 и 15 — крышки; 10 и и — регулировочные прокладки; 12 — конический роликоподшипник; 13 — картер; 14 — пробка; 16, 33 и 34 — сальники; 18 — рулевой вал; 19 — рулевая колонка; 20 — глобоидальный червяк; 21 — двугребневой ролик; 22 — вал рулевой сошки; 23 — болт; 24 — хомут; 25 а 32 — цилиндрические роликоподшипники; 26 — боковая крышка; 27 — регулировочный винт; 28 — гайка; 29 — втулка; 30 — рулевое колесо; 31 — рулевая сошка

Зацепление червяка и ролика можно регулировать, не разбирая рулевой механизм, винтом, в паз которого входит хвостовик вала рулевой сошки. Как уже указывалось, оси ролика и червяка лежат в разных плоскостях; поэтому для уменьшения зазора в зацеплении достаточно переместить вал сошки в сторону червяка путем ввертывания винта. Увеличение зазора может быть достигнуто путем вывертывания винта. Снаружи на винт навернута колпачковая гайка, предотвращающая вытекание масла из картера через резьбу. Для предохранения от выхода ролика из зацепления с червяком служат внутренние приливы в картере рулевого механизма. Они же ограничивают поворот вала рулевой сошки. Осевой зазор роликоподшипников регулируют путем удаления картонных со специальной пропиткой (толщиной 0,25 мм) и пергаментных (толщиной 0,10—0,12 мм) прокладок из-под крышки картера.

В автомобиле М-21 «Волга» рулевой механизм по конструкции такой же.

В автомобиле ЗИЛ-164А применяют рулевой механизм с червяком и трехгребневым роликом, который увеличивает возможные углы поворота рулевой сошки без нарушения зацепления.

На рис. 8 показан рулевой механизм автомобиля МАЗ-200 типа цилиндрический червяк и боковой сектор. Червяк и боковой сектор со спиральными зубьями помещены в картере. Червяк напрессован на нижний конец рулевого вала. При повороте рулевого вала и червяка поворачивается сектор, торцовые зубья которого находятся в зацеплении с червяком. Опорами для вала сектора служат игольчатые подшипники.

Рис. 8. Рулевой механизм автомобиля МАЗ-200:
1 — червяк; 2 — сектор; з — прокладки; 4 — фасонная гайка; 5 — игольчатый подшипник; 6 — картер

Подшипники рулевого вала регулируют путем изменения толщины прокладок под фланцем фасонной гайки.

В рулевом механизме тина винт и гайка автомобиля МАЗ-525 на нижнем конце рулевого вала имеется винтовая нарезка. При вращении рулевого вала сидящая на его нижнем конце во втулке гайка перемещается вверх или вниз вдоль вала, поворачивая вал рулевой сошки, установленный во втулках в картере и крышке картера. Нижний конец рулевого вала не закреплен, а верхний имеет качающуюся опору, состоящую из шарикоподшипника и резиновых колец. Рулевая колонка нижним и верхним наконечниками соединяется с картером рулевого механизма и корпусом головки.

Передаточное число рулевого механизма определяется как отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота рулевой сошки. Чем больше передаточное число, тем меньшее усилие необходимо для поворота колес. Для быстроты поворота передаточное число не должно быть слишком большим.

Рулевые механизмы грузовых автомобилей имеют передаточные числа 20—40, а легковых — 17—18.

Рис. 9. Рулевой механизм автомобиля МАЗ-525

Рулевой механизм преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое перемещение звеньев рулевого привода, его выполняют с большим передаточным числом (20—24) для снижения усилия, затрачиваемого водителем.

На автомобилях КамАЗ применяют рулевой механизм с гидроусилителем, который показан на рис. 93. В собственно рулевой механизм входят винт, по которому перемещается гайка, установленная на циркулирующих шариках, и поршень-рейка, зацепленная зубьями с зубчатым сектором.

Поскольку кабина автомобилей КамАЗ вынесена вперед и выполнена откидной, потребовалось ввести шарнирное соединение рулевой колонки с рулевым механизмом и дополнительный угловой редуктор.

Рис. 10. Схема механизма рулевого управления с гидроусилителем:
1 — реактивный плунжер; 2 — масляный радиатор; 3 — шланг высокого давления; 4 — насос; 5 — рулевая колонка; 6 — карданный вал; 7 — ведущая шестерня: 8 — ведомая шестерня; 9 — вал сошкн; 10 — зубчатый сектор вала сошки; 11 — поршень-репка: 12 — винт; 13 — шариковая гайка; 14 — шариковые подшипники: 15 — упорный задний подшипник; 16 — золотник; 17 — клапан управления; 18 — шланг низкого давления; 19 — упорный передний подшипник

Вал рулевой колонки соединен шарниром с карданным валом. Другой конец вала при помощи шарнира соединен с ведущей шестерней углового редуктора. Угловой редуктор состоит из ведущей и ведомой конических шестерен.

Ведущая шестерня выполнена за одно целое со своим валом, вращающимся на игольчатом и шариковом подшипниках. Шариковый подшипник ведущей шестерни находится в верхней крышке картера. Ведомая шестерня 8 установлена на валу винта, вращающегося в двух шариковых подшипниках. Перемещающаяся по винту гайка помещена в поршне-рейке. На его наружной поверхности нарезаны зубья, образующие рейку и входящие в зацепление с зубчатым сектором.

Для облегчения передвижения гайки в ней и в винте выполнены полукруглые винтовые канавки, образующие спиральный канал, заполненный шариками. Выпадение шариков из канавок предотвращается установкой в пазы гайки штампованных направляющих, состоящих из двух половин. Образованный таким образом желоб создает два замкнутых потока перекатывающихся шариков. По этому желобу при повороте винта перекатываются шарики, выходящие с одной стороны гайки и возвращающиеся в нее с другой. На валу винта установлены два упорных подшипника с золотником клапана управления между ними. Подшипники и золотник закреплены гайкой с пружинной шайбой. Золотник имеет несколько большую длину, чем гнездо в клапане управления.

В осевом направлении винт и золотник могут перемещаться в пределах 1,1 мм в каждую сторону от среднего положения, в которое их возвращают спиральные пружины и реактивные плунжеры, находящиеся под давлением масла, поступающего по нагнетательной магистрали от лопастного насоса. Всякий поворот рулевого колеса передается винту и вызывает соответствующее поворачивание колес. Однако колеса при этом создают сопротивление, которое, передаваясь на винт, стремится сместить его в осевом направлении. Когда это сопротивление превысит силу предварительного сжатия пружин, то смещение винта изменит положение золотника. Соответственно направлению сдвига винта золотник соединит одну полость усилителя с линией нагнетания, а другую — с линией слива. Под давлением масла поршень-рейка создает дополнительное усилие, действующее на сектор сошки и способствующее повороту управляемых колес автомобиля.

По мере повышения сопротивления повороту передних колес увеличивается давление в рабочей полости цилиндра гидроусилителя. Вместе с тем растет давление и под реактивными плунжерами. Под давлением пружин и реактивных плунжеров золотник стремится вернуться в среднее положение.

Водитель, управляя автомобилем, всегда сохраняет чувство дороги, т. е. для поворота рулевого колеса ему необходимо затратить некоторое усилие.

С увеличением сопротивления повороту передних колес и увеличением давления в полости цилиндра гидроусилителя возрастает также и усилие на рулевом колесе.

По окончании воздействия на рулевое колесо золотник перемещается в среднее положение, связь данной полости цилиндра с линией нагнетания прекращается и давление в ней падает.

В среднем положении осевой зазор между поршнем-рейкой и зубчатым сектором наименьший. По мере поворота рулевого колеса вправо и влево зазор в этом зацеплении увеличивается.

При неработающем двигателе и отсутствии подачи жидкости насосом гидроусилителя рулевой механизм работает обычным образом, однако при этом водителю приходится затрачивать большее усилие на управление автомобилем.

В нижней части корпуса рулевого механизма расположена сливная пробка с магнитом, улавливающая металлические частицы, попадающие в жидкость.

У автомобилей Минского автозавода применен рулевой механизм типа винт — шариковая гайка, ио с вынесенным отдельно гидроусилителем.

Вал рулевого механизма, установленный на двух конических роликовых подшипниках, имеет винт, по которому передвигается гайка-рейка. На наружной поверхности гайки нарезана рейка, входящая в зацепление с зубчатым сектором вала. Для более легкого перемещения гайки в ней и в винте выполнены полукруглые винтовые канавки, образующие спиральный канал, заполненный шариками. Выпадение шариков из канавок предотвращается установкой в пазы гайки штампованных направляющих, образующих трубчатый желоб. По этому желобу при повороте винта перекатываются шарики, выходящие с одной стороны гайки и возвращающиеся в нее с другой.

Вал зубчатого сектора установлен на трех игольчатых подшипниках, два из которых расположены со стороны крепления сошки. Сектор с пятью зубьями входит в зацепление с зубьями рейки. Средний зуб сектора имеет несколько большую толщину, чем другие. На одном конце вала сектора выполнены мелкие шлицы для соединения с рулевой сошкой, которая удерживается от осевого смещения гайкой. На другом конце вала сектора имеется регулировочное устройство, позволяющее устанавливать необходимый осевой зазор в зацеплении сектор — гайка. Оно состоит из регулировочного винта, фиксируемого контргайкой.

Картер рулевого механизма отливают из чугуна и закрывают с боков съемными крышками с уплотнительными прокладками. Места выхода из картера вала руля и вала сектора уплотнены резиновыми сальниками. В верхней части картера расположена пробка, закрывающая наливное отверстие для масла. В нижней части имеется отверстие с такой же пробкой для слива масла.

На автомобилях КрАЗ ранее устанавливали рулевой механизм, состоящий из червяка и бокового зубчатого сектора со спиральными зубьями (таких автомобилей сейчас много в эксплуатации), а в настоящее время применяют механизм в виде винта и шариковой гайки-рейки, т. е. такого же типа, как и на автомобилях Минского автозавода, также с вынесенным отдельно гидроусилителем.

Рис. 11. Рулевой механизм автомобилей МАЗ:
1 — вал сектора; 2 — сальник; 3 — игольчатые подшипники; 4 — боковая крышка: 5 — пробка сливного отверстия; 6 — гайка регулировочная; 7 — подшипник; 8 — картер рулевого механизма: 9 — гайка-рейка; 10 — шарики; 11 — винт; 12 — пробка заливного отверстия; 13 — подшипник

Рулевой механизм ВАЗ(классика)

На автомобиле применяется травмобезопасное рулевое управление с промежуточным карданным валом

В рулевом управлении различают рулевой механизм и руле­вой привод

Через рулевой механизм осуществляется передача усилия от водителя к рулевому приводу, а рулевой привод пере­дает усилие на управляемые колеса

Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевой механизм включает в себя червячный редуктор, расположенный в картере 13, рулевое колесо 16, вал 14 руля и детали крепления.

Рулевое колесо – пластмассовое, армированное стальным каркасом. На колесе установлен включатель звукового сигнала, контактная часть которого закрывается пластмассовой крышкой.

В ступице рулевого колеса выполнено отверстие со сдвоенной впадиной, а на валу 14 сдвоенный шлиц, за счет чего рулевое колесо крепится на валу гайкой только в одном положении.

Вал руля своим наконечником соединяется с валом червяка при помощи шлицов и стяжного болта.

Верхняя часть вала опирается на пластмассовую втулку, установленную на трубе 17 верхней опоры.

Эта труба вставляется в кронштейн 18 и закрепляется в нем хомутом, который стягивается болтом.

К фланцу трубы верхней опоры вала крепится переключатель указателей поворота и света фар.

Картер рулевого механизма крепится к левому лонжерону 19 кузова с внутренней стороны отсека двигателя тремя болтами.

Между картером и лонжероном устанавливаются регулировочные шайбы, которыми при сборке добиваются соосности вала червяка и вала руля.

В картере 7 расположен червяк 6, который находится в зацеплении с двухгребневым роликом 14 вала 13 сошки.

Передаточное число червячной пары 16,4. Червяк вращается в верхнем 16 и нижнем 17 подшипниках, шарики которых расположены на беговых дорожках торцов червяка.

Осевой зазор в подшипниках червяка регулируется подбором прокладок 18 между картером и крышкой 19.

Вал сошки вращается в двух втулках 12, запрессованных в картер рулевого механизма.

На верхнем конце вала, на игольчатом подшипнике вращается ролик 14, а на нижний конец вала, имеющий конические шлицы, надевается сошка 8 и крепится гайкой 9.

В шлицевом отверстии сошки выполнены две сдвоенные впадины, а на валу – два сдвоенных выступа. Поэтому сошку можно установить на вал только в одном положении.

Зацепление ролика с червяком регулируется винтом 2.

Осевой зазор между головкой винта и пазом вала устраняется подбором регулировочных пластин 1.

В картер рулевого механизма заливается масло ТАД-17и по уровень заливного отверстия, закрываемое пробкой 4.

Рулевой привод включает в себя три тяги – среднюю 3 и две крайние 1, а также сошку 2, маятниковый рычаг 4 с кронштейном 10 на лонжероне 11 и поворотные рычаги 9 поворотных кулаков 7 и 21.

Средняя тяга цельная, имеет по концам шаровые шарниры для соединения с маятниковым рычагом и рулевой сошкой.

Каждая боковая тяга состоит из двух наконечников с резьбой, соединенных между собой регулировочной муфтой 5.

Муфты фиксируются на тягах с помощью стяжных хомутов 20. Вращением муфты 5 изменяется длина боковой тяги при регулировке схождения передних колес.

Наконечники крайних тяг с помощью шарниров присоединяются к рычагам 9 поворотных кулаков, к маятниковому рычагу 4 и к рулевой сошке 2.

Шаровой шарнир тяг состоит из стального пальца 1, сферическая головка которого охватывается коническим разрезным пластмассовым вкладышем 4, который поджимается пружиной 5 к корпусу 3, за счет чего создается натяг в соединении пальца с вкладышем и наконечником тяги.

Шаровые шарниры при сборке заполняются смазкой ШРБ-4 и герметизируются с одной стороны заглушкой 6, завальцованной в наконечнике тяги, а с другой стороны защитным колпачком 2.

Кронштейн 1 маятникового рычага крепится двумя болтами к правому лонжерону кузова напротив картера рулевого механизма.

В кронштейне 2 установлены две пластмассовые втулки 8, в которых вращается ось 9.

При сборке в кронштейн закладывается смазка Литол-24.

Торцевое уплотнение втулок обеспечивается уплотнителями 7 и шайбами 6 и 10.

Кронштейн маятникового рычага крепится с внутренней сторо­ны правого лонжерона двумя болтами с самоконтрящимися гай­ками.

Кронштейн отлит из алюминиевого сплава. В его сквозной проточке расположены две пластмассовые втулки, на кото­рых поворачивается ось маятникового рычага.

К торцам вту­лок поджаты шайбы. Верхняя шайба насажена на лыски оси и поджата корончатой гайкой моментом, который обеспечивает по­ворот рычага с усилием 10-20 Н (1-2 кгс), приложенным на его конце.

Нижняя шайба поджата к втулке самоконтрящейся гайкой моментом 106 Нм (10 кгс-м). Этой же гайкой на оси неподвижно закреплен маятниковый рычаг 9.

Между торцевыми поверхностя­ми шайб и корпуса кронштейна маятникового рычага установле­ны резиновые уплотнительные кольца.

При сборке полость между втулками заполняется смазкой Литол-24. Этой же смазкой смазываются сами втулки.

При исправном рулевом управлении свободный ход рулевого колеса не должен превышать 5° (18-20 мм по ободу колеса), а усилие поворота колеса при повороте на гладкой плите не более 250 Н (25 кгс).

РУЛЕВОЙ ПРИВОД | Морской почтовый ящик

Типы

  1. 2 Плунжерный тип (Больше не используется)
  2. 4 Плунжерный тип
  3. Ротационно-лопастной тип

Основные определения:-

  1. Система управления рулевым механизмом:- Оборудование, с помощью которого команды с мостика передаются на силовые агрегаты рулевого механизма.

Системы управления рулевым механизмом состоят из передатчиков, приемников, гидравлических управляющих насосов и связанных с ними двигателей, контроллеров двигателей, трубопроводов и кабелей.

2. Главный рулевой привод:- Механизмы, руль, приводы, силовые агрегаты рулевого привода (для приложения крутящего момента к баллеру руля).

3. Силовой агрегат рулевого механизма:- Может быть электродвигателем, электрооборудованием и подключенным насосом.

4. Вспомогательный рулевой привод:- Все оборудование, кроме основного рулевого привода.

5. Силовая приводная система:- Все гидравлическое оборудование, обеспечивающее питание для поворота баллера руля, а также трубопроводы и фитинги.

6. Максимальная эксплуатационная скорость вперед:- Максимальная эксплуатационная скорость, которую судно должно поддерживать на летней грузовой ватерлинии при максимальных оборотах гребного винта и соответствующем MCR двигателя.

7. Привод руля:- Компоненты, которые непосредственно преобразуют гидравлическое давление в механическое действие для перемещения руля.

8. Максимальное рабочее давление: – Максимальное ожидаемое давление в системе при работе рулевого устройства для выполнения требования о возможности перевода руля от 35° с одной стороны до 35° с другой стороны при стоянке судна. наибольшей морской осадкой и накатом на максимальной служебной скорости и в тех же условиях от 35° с одного борта до 30° с другого борта не более чем за 28 с.

Материалы, используемые в рулевом механизме:

Цилиндры гидроцилиндров, напорные кожухи приводов поворотно-лопастного типа, гидравлические силовые трубопроводы, клапаны, фланцы, фитинги и все компоненты рулевого механизма, передающие механические усилия на баллер руля (например, румпель).

Эти вышеперечисленные материалы должны быть из стали (кованой или литой стали) или других одобренных пластичных материалов, должным образом испытанных. Как правило, такие материалы должны иметь относительное удлинение не менее 12% и прочность на растяжение более 650 Н/мм².Особое внимание будет уделено использованию серого чугуна для изготовления корпусов клапанов.

Сталь:- Обычно 2,1% углерода по весу в стальном сплаве с другими элементами, позволяющими замедлять движения дислокации, тем самым контролируя твердость, пластичность и прочность на растяжение.

Теория рулевого механизма:-

В зависимости от угла поворота руля на судно действует боковая сила в кормовой части судна. Эта боковая сила действует в направлении правого борта, когда руль направления повернут влево.Это поворачивает корабль носом к левому борту.

Угол сваливания для обычного руля составляет прибл. 37°. При этом угле сила сопротивления увеличивается, а продольная сила уменьшается (руль действует как тормоз).

Режимы рулевого управления:-

  1. AUTO Pilot
  2. Открыть рулевое управление
  3. Non Formup Рулевое управление
  4. Auto Pilot Рулевое управление
  1. Auto Pilot: —

Здесь требуется необходимый курс, и автоматический пилот контролирует систему рулевой передач повернуть корабль соответственно.Как только судно держит курс, руль возвращается на мидель.

При отклонении корабля от курса гирокомпас посылает автопилоту сигнал об ошибке. Автопилот поддерживает курс, посылая правильный сигнал для поворота руля влево или вправо.

2. Последующие действия:-

Используется в ограниченной воде или в условиях плохой видимости. Здесь команда руля отдается по требованию штурвалом или джойстиком. Руль поворачивается в соответствии с командами руля. Положение руля автоматически передается через охотничий механизм на рулевое управление.Движение руля прекращается при достижении уменьшенного угла поворота руля.

Охотничье снаряжение:- Охотничье снаряжение представляет собой механизм обратной связи рулевого механизма, который изменяет положение плавающего рычага гидравлического насоса при перемещении румпеля в желаемое положение. Как следует из названия, охотничье снаряжение постоянно перемещается в зависимости от требований мостика и движения руля из-за волновой силы, действующей на руль.

Если частота движения совпадает с собственной частотой, тяга тяги начинает колебаться, приводя всю систему рулевого управления в неустойчивое положение.

3. Невыполнение:-

Здесь нет сигнала от рулевого механизма из-за неисправного передатчика или рычага рысканья. После подачи команды руль перемещается и останавливается только тогда, когда руль находится в положении остановки.

В. Почему угол поворота руля ограничен 35°?

Ответ:- Выше 35° подъемная сила падает, а сила сопротивления значительно возрастает (действуя как тормоз).

В. Какие компоненты предотвращают превышение максимального угла руля направления в 35°?

Ответ:- Остановка телемотора.

Насосы рулевого механизма:-

  1. Радиально-поршневой насос
  2. Аксиально-поршневой насос
  1. Радиально-поршневой насос:- Насос с регулируемым ходом поршня, имеющий радиальный поршень, приводится в действие электродвигателем с постоянной скоростью. Его мощность контролируется простым толкающим стержнем, прикрепленным к плавающему кольцу в насосе. Без остановки насоса производительность может быть изменена от нуля до максимальной подачи в обоих направлениях. Давление жидкости увеличивается без какой-либо ударной нагрузки на трубопровод.
  2. Аксиально-поршневой насос:- Аксиально-поршневой насос приводится в действие электродвигателем с постоянной частотой вращения.Скорость подачи и направление потока масла изменяются угловым перемещением шайбы перекоса. Бесступенчатое изменение подачи насоса от нуля до максимума в любом направлении достигается с помощью рычажного или сервоуправления.

Рулевой механизм поршневого типа:-

Состоит из гидравлических насосов, резервуаров, цилиндров и гидроцилиндров. Масло под давлением подается в цилиндр, который воздействует на поршень. Поступательное движение штока преобразуется румпелем во вращательное движение баллера руля.Руль направления может приводиться в действие двумя штоками и цилиндром или четырьмя штоками и цилиндрами.

Два независимых рулевых двигателя, один от основного питания, а другой от аварийного питания (аварийный распределительный щит).

Рулевой механизм с четырьмя цилиндрами, спроектированный с 50% встроенным резервированием, может работать с двумя цилиндрами в случае любого отказа.

Румпель преобразует прямолинейное движение цилиндров во вращательное движение баллера руля. Сторона вилки соединена с гульфиком тарана.Гульфик скользит в пазах, которые выточены в верхней и нижней челюстях румпеля. Балка руля соединяется с другим концом румпеля. Вилочный румпель изготовлен из кованой стали.

Цилиндр содержит плунжер, и плунжер совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндров. Гидравлическое масло под давлением подается в цилиндр для перемещения плунжера в цилиндры и из них. Цилиндр изготовлен из мягкой никель-хромовой стали, а поршень изготовлен из кованой стали с шлифованной поверхностью.

Механизм поворота в системе рулевого управления представляет собой механизм обратной связи, он передает положение руля на рычаг управления насосом через плавающий рычаг.Один конец плавающего рычага соединен с рычажным рычагом, а другой конец соединен с приемником телемотора. Рычаг управления насосом соединен с серединой плавающего рычага. Рычаги изготовлены из кованой стали.

Подшипник держателя руля предназначен для поддержки веса руля, позволяет баллеру руля свободно вращаться и компенсировать отклонение баллера руля. Подшипник держателя руля смазывается консистентной смазкой, а поверхность имеет канавки для оптимального распределения смазки.Несущая поверхность изготовлена ​​из бронзы. В современных подшипниках используются высококачественные эластомеры с очень низким коэффициентом трения.

Балка руля

Балка руля передает вращательное движение на руль направления. Румпель установлен на верхней части баллера руля. Шпоночные канавки предусмотрены на румпеле и руле. Нижняя часть баллера соединяется с рулем направления. Балка руля изготовлена ​​из нержавеющей стали.

Распространенные неисправности рулевого механизма.

  1. Утечки масла
  2. Уплотнение гидроцилиндра гидроцилиндра.
  3. Уплотнения в камере пластинчато-роторного типа.
  4. Разница в фактическом угле руля и заказанном угле штурвала
  5. Из-за неправильной регулировки рычага управления и повторного возврата.
  6. Неудовлетворительное рулевое управление

Неисправные предохранительные или перепускные клапаны в системе (при неправильном рулевом управлении расход топлива увеличивается из-за отклонения от курса.

  • Чрезмерный шум от рулевого механизма
  • Возникает из-за попадания воздуха в систему после технического обслуживания, также сопровождается вибрацией.
  • Высокая температура масла
  • Уменьшает вязкость масла и тем самым затрудняет работу системы из-за низкого уровня масла в системе.
  • Движение руля находится в пределах или за пределами ограничений

Требование Solas: — 35° до 35° с судном при наибольшей морской осадке и при движении с максимальной рабочей скоростью вперед.

Из-за неисправности концевого выключателя, установленного на блоке ретрансляции или на автопилоте.

7. Неисправность датчика угла поворота руля и румпеля

Рулевой механизм перед отплытием следует проверить на исправность.

Mac gregorhatlapaGmbh&co. Германия

Конструктивные особенности

  • Электрогидравлический привод.
  • 4 цилиндра.
  • 2 барана.
  • Балка руля диаметром 550-1100мм.
  • Рабочий крутящий момент 2130-12012кНм.
  • Гидравлический насос переменной производительности.
  • Коническая гидравлическая термоусадочная посадка на баллер руля (шпоночный паз по запросу)
  • Установка на стальные или эпоксидные клинья.
  • Крепление стопорными или разверточными болтами.
  • В аварийной ситуации легкое разделение и работа с 2 цилиндрами (вручную и автоматически).

Техническое обслуживание

Ежедневные проверки

  1. Проверка смазки скользящих или движущихся частей
  2. Проверка исправности механизма смазки.
  3. Осмотрите все соединения.
  4. Проверка уплотнений, соединителей, трубопроводов на наличие утечек
  5. Проверка уровня масла
  6. Проверка температуры и давления.
  7. Проверить показания амперметра насоса
  8. Проверить уровень в баках подпитки.

Еженедельные проверки

  1. Проверить аварийные сигналы и аварийные переключения.
  2. Проверьте связь моста с рулевой рубкой на переносных устройствах и телефоне со звуковым питанием.

Ежемесячные чеки

  1. Проверка и очистка фильтров гидравлического масла или их замена

3 Ежемесячные проверки

  1. Попробуйте аварийное управление с местного поста управления в рулевом управлении и запишите в бортовой журнал.

6 Ежемесячные проверки

  1. Пробы нефти для берегового анализа.

Сухой док

В соответствии с CSM капитальный ремонт системы рулевого управления с заменой уплотнений гидроцилиндра, измерением износа подшипников.

Продувка рулевого механизма

  • Размыкатели
  • Поворотные стержни вставляются в отверстия муфты.
  • Продувочные винты для выпуска воздуха на цилиндрах частично открыты.
  • Насос останавливается нажатием двунаправленного клапана.
  • Переместите муфту, уровень в баке упадет.
  • Воздух будет выходить из вентиляционного отверстия.
  • Прекратите нажимать на направляющий клапан и остановите вращение насоса.
  • Включите автоматический выключатель и запустите двигатель в ручном режиме.
  • С помощью направляющего клапана перемещайте рулевое управление с одной стороны на другую до тех пор, пока жидкость не начнет выходить из вентиляционного отверстия.
  • Затяните продувочный винт и приведите систему в нормальное состояние.

Поиск и устранение неисправностей рулевого механизма

  1. Ненормальный шум в насосе
  • Засоренный фильтр
  • Заедание направляющего клапана
  • Ослабление крепления основания насоса.
  • Внутренний износ рабочих органов.
  • Вибрация трубопроводов

2. Медленное движение руля

  • Воздух в системе.
  • Соленоид гидрораспределителя не работает.
  • Подшипник держателя руля не смазан, из-за трения.
  • Руль направления сломан.
  • Производительность насоса ниже нормы.
  • Негерметичный перепускной клапан

3. Нет движения руля направления

  • Насос не создает давление.
  • Недостаточная смазка.
  • Заклинил подшипник руля.
  • Поворотный баллер.
  • Негерметичные клапаны.
  • Насос изношен.

Измерение клиренса руля

Измерения зазоров всех подшипников, которые должны быть выполнены во время осмотра руля направления. Должны быть измерены зазоры втулки и втулки в продольном направлении (F-A) и поперечном направлении (P-S) руля направления. Способы ниже.

  1. Подняв руль направления

Здесь мы видим и цапфу, и втулку.Наружный диаметр цапфы с внешними штангенциркулем и внутренний диаметр втулки с внутренними штангенциркулем следует измерять сверху, посередине и снизу.

2. Без подъема руля

Измерьте зазор щупом между втулкой и втулкой.

Ложный зазор

При измерении зазора цапфы с помощью щупа измерение зазора на конце втулки иногда показывает меньшее значение, тогда как фактическое значение зазора больше.

Стандартный зазор

Штифт:-

  • Стандартный зазор 1,5 мм.
  • Максимально допустимый зазор 6 мм.

Подшипник шейки:-

  • 4 мм стандартный зазор
  • 5 мм (если превышает это значение, заменить подшипник)

Материалы втулки: — Феноловые смолы используются, так как из них получаются отличные втулки, смазываемые водой.

Провисание втулки:- Забить втулку со всех сторон, если обнаружено провисание. Необходимо заменить более 2/3 rd всей поверхности втулки.

Примечание:-

  • Верхний зазор должен быть больше зазора насоса, чтобы защитить рулевой механизм от повреждения в случае посадки руля на землю.
  • Нижние зазоры должны быть больше зазора считывающей шайбы.

Статья Кевина (Рекса) Фернандиса, морского инженера с более чем 8-летним опытом.

WÄRTSILÄ Энциклопедия морских и энергетических технологий

Рулевой механизм

Механизмы, приводы рулей, силовые агрегаты рулевых машин и средства приложения крутящего момента к баллеру руля, необходимые для осуществления движений руля. Обычно используются два типа рулевых механизмов с электрогидравлическим приводом: поршневой и поворотно-лопастной.

 –  Вспомогательный рулевой привод  – оборудование, кроме любой части основного рулевого привода, необходимое для управления судном в случае отказа основного рулевого привода, но не включая румпель, квадрант или компоненты, служащие той же цели, ( соотв.к СОЛАС).

—  Главный рулевой привод   – Механизмы, приводы руля, силовые агрегаты рулевого привода, если таковые имеются, и вспомогательное оборудование и средства приложения крутящего момента к баллеру руля (например, румпель или квадрант), необходимые для обеспечения движения руля для цель управления судном в нормальных условиях эксплуатации (в соответствии с СОЛАС).

—  Электрогидравлический рулевой механизм поршневого типа   – Электрогидравлический рулевой механизм поршневого типа состоит из двух или четырех гидроцилиндров, соединенных рычажным механизмом или механизмом скольжения Рапсона с румпелем, который поворачивает руль направления.Рычажный механизм передает движение поршня на румпель и передает максимальный крутящий момент при повороте руля на 35°. Скользящий механизм Рапсона состоит из блока или втулки, шарнирно соединенной с ползуном и направляемой крейцкопфом, и предназначенной для скольжения по румпелю, так что плечо момента увеличивается по мере увеличения угла руля направления. Ползуны приводятся в движение гидравлической жидкостью, подаваемой под давлением одним или двумя насосами. Обычно предусматривают два независимых насосных агрегата. Они соединены таким образом, что любой из них может использоваться для управления механизмом, что устраняет требование правила классификационного общества для вспомогательного рулевого механизма.

Примечание: На пассажирском судне при нормальных условиях эксплуатации работает одна единица. В грузовом корабле работают оба блока.

—  Роторно-лопастной рулевой механизм  — Ротационно-лопастная система работает путем подачи давления в отсеки, образованные между статором, прикрепленным к конструкции корабля, и ротором, прикрепленным к баллеру руля. На роторе имеется две или три лопасти, а на статоре такое же количество лопастей, образующих отсеки. Когда требуется рулевое усилие, в соответствующих отсеках повышается давление.Давление воздействует на неподвижные лопасти и толкает ротор (и баллер руля) в нужном направлении.

Для увеличения доступного крутящего момента диаметр узла увеличен, хотя обычно он меньше, чем у эквивалентного плунжерного типа. Гидравлическое давление также ниже, поскольку рабочая зона больше, чем общее количество цилиндров поршневой передачи. Еще одним преимуществом является угол поворота руля: до 65° для системы Porsgrunn и до 45° для Frydenbo Ульстейна.При поршневой передаче максимальная степень перемещения руля направления ограничена ходом цилиндров и размахом ползункового механизма. Одним из потенциальных недостатков системы с вращающимися лопастями является то, что в случае неисправности внутри устройства все управление может быть потеряно, и потребуется ремонт специалиста. В редукторе поршневого типа для более крупных судов имеется четыре цилиндра одностороннего действия, поэтому, если один поршень выходит из строя, рулевое управление не отключается полностью. Рабочие части также доступны в случае необходимого ремонта, а цилиндры относительно просто заменить, если есть запасные.

Согласно Теплоход Июль 1996.

Понимание системы рулевого управления на кораблях с ясностью

Система рулевого управления была частью корабля с момента его существования. Одной из первых систем рулевого управления была пара весел, которые использовались для движения и управления кораблем. С развитием технологий система эволюционировала от лопастей весел до руля и хвостовиков до баллера руля и румпеля, облегчающего поворотный момент.

Велика вероятность, что вы станете свидетелем того, как руль помогает управлять кораблем/лодкой.Руль направления действительно является неотъемлемой частью узла рулевого управления, но действие руля облегчается другой сложной бортовой системой, называемой «Система рулевого управления». Система рулевого управления обеспечивает движение руля направления в ответ на сигнал с мостика.

Перед тем, как приступить к сборке и эксплуатации системы рулевого управления; Мы должны изучить правила, касающиеся систем рулевого управления на борту судов.

Положение о системе рулевого управления:

  • Каждое судно должно быть оборудовано главной и вспомогательной системами рулевого управления.
  • Устройство для обеих систем должно быть таким; что отказ одного не должен отрицательно сказываться на другом.
  • На любой части гидравлической системы рулевого управления должен быть установлен предохранительный клапан.
  • Балка руля и рулевой механизм должны быть достаточно прочными и обеспечивать управляемость на максимальной скорости.
  • Балка руля и рулевой механизм должны обеспечивать перемещение руля от 35 o левого борта до 35 o правого борта при наибольшей осадке и максимальной скорости.Они также должны перевести руль направления с 35 o одного борта на 30 o другого борта не более чем за 28 с.
  • Балка руля и рулевой механизм должны обеспечивать управление на максимальной скорости заднего хода.
  • Вспомогательная система рулевого управления должна иметь достаточную прочность для эффективного управления судном при нормальной морской скорости в аварийных условиях.
  • Вспомогательная система рулевого управления должна позволять переводить руль с одного борта на другой (от 15 o до 15 o ) не более чем за 60 с.
  • За каждый нефтяной, газовый танкер и танкер-химовоз валовой вместимостью более 10 000; система главного рулевого привода должна иметь два или более однотипных силовых агрегата.

Типы системы рулевого управления

  1. Электрическая: Примером является система Уорда-Леонарда (мы не будем обсуждать; если вы заинтересованы, вы можете проверить эту ссылку в сообщении)
  2. Гидравлическая: Примером является система с двумя и четырьмя цилиндрами. (Мы обсудим подробно)
Корабельный штурвал

Детали системы рулевого управления

Систему рулевого управления можно разделить на три основные части: .Затем он активирует силовой агрегат и систему трансмиссии в рулевой рубке. Пример: гидравлическая система телемотора.

  • Силовая установка: После получения сигнала расчетного угла поворота руля от блока управления; Он создает силу с немедленным эффектом для перемещения руля направления на определенный угол.
  • Передача на баллер руля: средство, с помощью которого осуществляется движение руля.
  • Гидравлическая телемоторная система

    Современная телемоторная система работает по принципу «ведущий-ведомый».Он состоит из двух основных блоков «передатчик» и «приемник». Передатчик расположен на мостике и преобразует механическое движение штурвала у штурвала в гидравлическое усилие. Затем он передается обратно приемником на блоке рулевого управления.

    Гидравлический передатчик

    Когда руль на штурвале вращается (скажем, правый борт), вращающийся поршень перемещается вправо, заставляя правый цилиндр двигаться вниз.

    Создает давление на гидравлическое масло, которое проталкивает его в ресивер через правые боковые трубы к ресиверу.Движение шестерни вправо также поднимает левый цилиндр, позволяя маслу вернуться из ресивера.

    Поскольку жидкость практически несжимаема, любое движение вниз правого плунжера приводит к идентичному движению ресивера.

    Это приводит к перемещению цилиндра на конце ресивера; вытеснение равного количества гидравлического масла обратно в передатчик телемотора. Это занимает пространство, созданное восходящим движением левого барана.

    Корпус обычно изготавливается из бронзы с медными трубками и латунными поршнями.В системе требуется устройство (обозначаемое как перепускной клапан), позволяющее изменять объем масла из-за изменений температуры.

    Байпасный клапан также служит для наполнения / подпитки системы и обеспечения равновесия между обеими сторонами системы.

    Гидравлический ресивер

    То же, что и в предыдущем случае, когда рулевое колесо у штурвала (мостика) передвинуто на правый борт. Который толкает поршень справа вниз, создавая гидравлическое давление на приемник телемотора.Телемоторный приемник состоит из приемного цилиндра в рулевой плоскости с подвижным цилиндром, прикрепленным к охотничьему снаряжению.

    Давление, создаваемое телемоторным передатчиком, вызывает движение цилиндра телемоторного приемника. Что в свою очередь изменяет положение охотничьего снаряжения; изменение подачи насоса (блока управления).

    Система зарядки телемотора

    Предусмотрены специальные устройства для зарядки гидравлической системы телемотора. Это делается для того, чтобы обеспечить постоянный напор масла в баке и избежать попадания воздуха в систему.

    Для заправки качайте масло до тех пор, пока не появится чистый слив в точке C. Затем мы должны открыть клапаны C, D, E и F. Затем мы открываем воздушные краны и продолжаем качать до тех пор, пока не появится слив в точке D.

    Обычно на возвратной линии предусмотрен подпружиненный клапан для предотвращения обратного потока в системе заправки. Рулевое колесо расположено по центру, затем открываются байпас и зарядка в/в.

    Качать, пока весь воздух не будет удален из системы телемотора. Теперь закройте воздушные краны.Закройте загрузочный и байпасный клапаны V/V и откройте запорные клапаны зарядки. Теперь редуктор готов к тестированию на герметичность.

    Блок питания

    Насос, мотор или двигатель, используемый в качестве первичного двигателя для изменения положения руля направления. Как правило, насосы переменного рабочего объема используются для подачи масла / любой другой рабочей жидкости в систему рулевого управления, соединенную с рулем направления.

    Эти насосы используются в системе рулевого управления, поскольку они хорошо подходят для приложений, требующих постоянного изменения потока жидкости.

    Он работает по принципу изменения хода насоса для изменения производительности с помощью таких деталей, как плавающее кольцо и наклонная шайба.Направление потока зависит от расположения плавающего кольца; либо слева, либо справа от центра.

    В то время как скорость разряда зависит от величины смещения плавающего кольца от его среднего положения.

    Эти насосы можно легко разделить на два основных типа:

    1. Насосы Hele-Shaw (Радикальные поршневые)
    2. Аксиально-поршневые насосы. (Насосы VSG)
    Насосы Hele-Shaw

    Насос Hele-shaw входит в группу насосов переменной производительности

    Хотя во многих книгах и статьях работа насоса Hele Shaw описывается комплексно, реальность есть, работает просто.

    Этот насос соединен с двигателем для вращения вала с постоянной скоростью, к которому подключены цилиндры.

    Плавающее кольцо приводится в действие/перемещается с помощью механической связи (например, в охотничьем снаряжении), и это движение вызывает эксцентриситет концентрического плавающего кольца и поршня (цилиндры). Итак, теперь всасывание и нагнетание происходят при вращении насоса в эксцентричном состоянии.

    Эксцентриситет плавающего кольца определяет ход поршня, плавающее кольцо вмещает тапочки.

    Пока поддерживается концентрическое состояние, всасывание или нагнетание не происходит, при возникновении эксцентриситета начинается всасывание и нагнетание. Направление потока зависит от расположения плавающего кольца.

    Насос VSG Насос

    VSG представляет собой усовершенствованный тип насоса переменной производительности с аксиально-поршневой компоновкой, который работает по принципу: «Поршень, совершающий возвратно-поступательное движение, всасывает жидкость при втягивании и нагнетает при выдвижении».

    Он состоит из следующих основных частей: корпуса, блока цилиндров, поршня, приводного вала, наклонной шайбы, регулирующего клапана и впускных и выпускных отверстий.

    Здесь возвратно-поступательное движение аксиального поршня достигается за счет использования наклонной шайбы. Перекосная шайба — это устройство, используемое в насосах с переменным рабочим объемом для преобразования движения вращающегося вала в возвратно-поступательное движение аксиального поршня.

    Из-за особенностей конструкции насосы VSG широко известны как насосы с наклонной шайбой. Эти насосы обычно используются в качестве рулевого насоса на больших кораблях.

    Благодаря расположению наклонной шайбы в насосах VSG поршень вращается вокруг вала вместе с гильзой в сборе.

    Имеется контакт между поверхностью наклонной шайбы и башмаком поршня для синхронного движения аксиального поршня.

    В течение половины оборота поршень выдвигается, что приводит к увеличению объема внутри цилиндра; а в другой половине приводит к уменьшению объема. Это постоянное явление приводит к всасыванию и нагнетанию насоса.

    Типы рулевого механизма

    В зависимости от необходимого крутящего момента; На борту корабля может быть один из двух типов рулевого механизма: —

    1. Тип поршня (2 поршня против 4 поршня)
    2. Тип поворотного лопасти.

    Ram Type

    Одна из наиболее распространенных систем рулевого управления, используемых на судах; Рулевые механизмы поршневого типа содержат гидроцилиндры, прикрепленные к дискам, соединенным с гидронасосами.

    Он может иметь траверсу с раздвоенным/закругленным румпелем для преобразования моментов поршня в угловой момент румпеля; или включает привод скольжения Rapson, в котором траверса может свободно скользить по круглому рычагу румпеля.

    Гидравлическая система рулевого управления с двумя цилиндрами

    Гидравлический механизм рулевого управления с двумя цилиндрами состоит из двух цилиндров, насоса и двигателя, как показано на предыдущем рисунке.Насос имеет однонаправленный переменный рабочий объем и постоянную скорость потока.

    Когда масло закачивается в левый гидроцилиндр (порт) и удаляется из правого гидроцилиндра (левый), цилиндр перемещается слева направо. Румпель перемещается на правый борт, а штурвал — на левый.

    Мгновенная прокачка прекращается, движение руля прекращается, а руль гидравлически фиксируется в этом новом положении, потому что масло не может выйти из цилиндра.

    Подъем насоса PSL приводит к тому, что насос переходит на рабочий ход и создает поток в левый цилиндр и создает давление в правом цилиндре. Когда PSL удаляется, происходит обратный процесс: левый HS находится под давлением DE, а правый HS находится под давлением.

    Когда PSL в данный момент находится в центральном положении, обозначенном цифрой «0» на РИС. Насос не трогают, а масло попадает в левый и правый поршневые цилиндры. ©2018, Автор ShipFever, Лицензия CC BY 4.0

    Рабочая

    Чтобы объяснить, как эти движения руля происходят непрерывно и автоматически, рассмотрим желаемое движение руля. на 5 градусов порта.

    При получении сигнала от рулевой рубки цилиндр телемоторного приемника перемещается на 5 градусов влево по плоскости руля.

    Рычаг L1 со шкворнем посередине занимает положение L1’. Рычаг L2 перемещается в точку F и занимает положение L2’. В результате PSL подталкивается к насосу, когда он катится к рычагу L2, и насос начинает качать левый цилиндр, одновременно вытягивая его из правого цилиндра.

    Бараны будут скользить слева направо, а руль направления двигаться влево.При движении руля направления влево рычаг рычага L3 перемещается влево. Руль направления продолжает двигаться в сторону левого борта до тех пор, пока на 5 градусов рычаг левого борта не переместится из положения L2’ в прежнее положение L2.

    Аварийное срабатывание при отказе телемотора

    В случае выхода из строя телемоторной системы; в системе должно быть предусмотрено подходящее устройство для ручного управления.

    Чтобы выполнить ручное управление, сначала мы должны удалить соединительный штифт на стороне приемника блока управления и вставить его в ручной редуктор системы управления.Теперь, используя трюковое колесо, мы можем управлять движением руля вручную.

    Устройства в системе рулевого управления; таким образом, что в случае использования рычажного механизма приемника рычажный механизм ручной передачи остается неактивным, и наоборот.

    Только один контакт предназначен для использования, чтобы гарантировать, что только один из двух остается активным в данный момент времени.

    Четырехцилиндровая гидравлическая система рулевого управления

    Четырехцилиндровая система рулевого управления работает по тому же принципу, что и двухцилиндровая система рулевого управления.Единственная разница в том, что; у него четыре барана вместо двух. Развиваемый крутящий момент также в два раза больше, чем у двухцилиндровой системы рулевого управления с большей безопасностью и аварийным режимом.

    В чрезвычайных ситуациях, таких как утечка гидравлической жидкости, его все еще можно использовать для рулевого управления с небольшими изменениями в системе; Например, изоляция одного комплекта плунжера через перепускные и запорные клапаны. это может быть достигнуто следующим образом в аварийном состоянии:

    1. Во время нормальной работы со всеми 4 плунжерами: запорные клапаны 1, 2, 3 и 4 открыты, перепускные клапаны 5 и 6 закрыты

    2.Запорный клапан 1 и 2 закрыт, перепускной клапан 5 открыт, Запорный клапан 3 и 4 открыт, перепускной клапан 6 закрыт; Плунжеры 1 и 2 изолированы (из-за утечки и т. д.). Сейчас работают только плунжеры 3 и 4.

    3. Запорный клапан 3 и 4 закрыт, перепускной клапан 6 открыт; Запорный клапан 1 и 2 открыты, перепускной клапан 5 закрыт; Плунжеры 3 и 4 изолированы (из-за утечки и т. д.). Сейчас работают только плунжеры 1 и 2.

    Конструкция рулевого управления Safematic

    В соответствии с требованием Solas все танкеры валовой вместимостью более 10 000 брт и все другие суда валовой вместимостью 70 000 брт должны иметь систему рулевого управления Safematic.

    Должны быть предусмотрены меры для локализации неисправности и продолжения использования системы рулевого управления в аварийной ситуации. Во избежание полного выхода из строя системы рулевого управления в систему введены автоматические запорные и перепускные клапаны.

    При нормальных условиях один насос удовлетворяет потребности всех четырех гидроцилиндров. В случае утечки реле уровня срабатывает, запускает резервный насос и поднимает сигнал тревоги.

    Но если дальнейшая утечка в системе сохраняется, она инициирует перепускной и запорный клапан.Теперь рулевой механизм работает на 50% крутящего момента, изолируя неисправный набор поршней.

    Роторно-лопастной Исполнение:

    Роторно-лопастной рулевой механизм работает по тому же принципу, что и двух- и четырехцилиндровые системы рулевого управления. Единственное отличие состоит в том, что вместо поршней здесь разные камеры, построенные корпусом и лопастями.

    Когда камеры A и D находятся под давлением; A и D подключены к стороне нагнетания насоса, а B и C подключены к стороне всасывания. Это поворачивает руль направления против часовой стрелки.

    Вращающаяся лопастная система предпочтительнее системы с двумя или четырьмя плунжерами, где требуется меньше места, низкий бюджет и требуется такой же выходной крутящий момент при гораздо более низком гидравлическом давлении.

    Примечание: Вышеприведенный контент верен, насколько мне известно, но вы можете оставить комментарий ниже, если я допустил некоторые ошибки или был полезен для вас.

    Читайте также:
    или

    Запросите свою тему!

    Судовые системы рулевого управления – строительство и работа

    Введение

    Рулевое устройство – это оборудование, установленное на судах для поворота судна влево (левый борт) или вправо (правый борт) во время движения во время плавания.Рулевой механизм работает только тогда, когда корабль находится в движении, и не работает, когда корабль стоит. Все суда должны быть снабжены эффективным главным рулевым приводом, вспомогательным рулевым приводом и, за исключением очень малых судов, главным рулевым приводом с механическим приводом.

    Механические рулевые механизмы с ручным управлением использовались во времена парусных кораблей. Для управления рулевым механизмом требовались крепкие моряки. Позже, после появления паровых машин, стали использовать механизированные передачи.Современные суда используют все очень сложные системы рулевого управления, которые могут подпадать под одну из категорий

    • Полностью гидравлический тип
    • Электрогидравлический тип
    • Полностью электрический тип

    Мы также видели общий обзор этих рулевых механизмов в предыдущем статья. В этой статье мы продолжим узнавать больше об их конструктивных деталях и компонентах. Перед дальнейшим изучением просто внимательно посмотрите на эскиз устройства рулевого механизма, на котором показаны различные части и компоненты системы двойного типа, т.е.е. редуктор электрогидравлического типа.

    Устройство рулевого управления

    Работа рулевого устройства

    Когда судно требуется развернуть по команде (скажем, на 10° влево) от капитана или дежурного помощника, рулевой поворачивает штурвал в сторону влево до тех пор, пока руль не достигнет 10° влево, как показано на индикаторе руля. Механизм рулевого механизма работает как указано ниже;

    Полная система рулевого управления состоит из трех основных частей, а именно:

    1. Телемотор
    2. Блок управления
    3. Блок питания.

    Ниже приводится краткое описание конструкции и работы этих компонентов.

    Телемоторный блок состоит из двух частей, а именно: передатчика и приемника. Передатчик расположен на ходовом мостике в виде штурвала, который посредством поворота штурвала передает отданную команду на Приемник, расположенный в рулевом отделении. Приемник передает эту команду на блок управления, также расположенный в отсеке рулевого управления, линейным движением.

    Телемотор, как правило, бывает гидравлического, электрического типа или, как в случае с современными системами рулевого управления, может быть электрогидравлического типа. Раньше телемоторы были чисто механического типа, состоящими из рычажных механизмов и цепей со звездочками. Поскольку ими управляли вручную, для управления ими требовались очень здоровые моряки.

    Блок управления является связующим звеном между телемотором и блоком питания. Я получаю сигнал от телемотора и управляю силовой установкой до тех пор, пока она не получит другой сигнал, на этот раз от руля направления через охотничье снаряжение, чтобы остановить работу силовой установки.

    Силовая установка может представлять собой любой первичный двигатель, такой как паровой двигатель, дизельный двигатель или электродвигатель, непосредственно соединенный с рулем направления; это может быть электрогидравлический блок или полностью электрический блок с телемотором.

    Коробка рулевого управления против реечной передачи — Rx Mechanic

    На протяжении многих лет системы рулевого управления развивались и прошли долгий путь по сравнению с тем, что было в первых транспортных средствах. Большинство людей не знают, какие системы рулевого управления используются в их автомобилях. Вот почему они не оптимизировали преимущества, которые дает система рулевого управления их автомобиля.Таким образом, эта статья будет посвящена рулевому редуктору и реечной шестерне, чтобы лучше понять работу систем рулевого управления.

    Почему важно понимать, как работает система рулевого управления вашего автомобиля? Простой.

    Транспортное средство ничто без системы рулевого управления, позволяющей водителю контролировать его движение. Дело в том, что от эффективности автомобильных систем рулевого управления в большей степени зависит безопасность пассажиров и плавность вождения. Вы получите максимальную отдачу от своей системы рулевого управления и, в конечном итоге, получите лучший опыт вождения, когда поймете, как управляется ваш автомобиль.

    Коробка рулевого механизма 

    Коробка рулевого управления является одной из старейших систем рулевого управления, и она до сих пор используется в более крупных транспортных средствах, например, в крупногабаритных внедорожниках и большегрузных грузовиках. Чтобы лучше понять, как работает эта система, нам нужно понять, что такое рулевой механизм. Рулевой механизм — это механический компонент, который преобразует обороты рулевого колеса в прямолинейное движение рулевой тяги автомобиля.

    Рулевой механизм часто заключен в коробку, отсюда и название «рулевой редуктор».Этот рулевой редуктор содержит шестерни, которые позволяют передавать рулевое управление на рычажный механизм и другие компоненты, которые заставляют колеса вращаться и двигаться правильно. Это существенно увеличивает изменения рулевого управления, так что передние колеса движутся быстрее, чем рулевое колесо. В зависимости от типа рулевого редуктора это достигается за счет увеличения усилия поворота и передачи этого усилия на рулевую тягу.

    Итак, как работает рулевой редуктор? Одной из шестерен в рулевом редукторе является червячная передача, имеющая металлический блок с резьбовым отверстием.Резьба в этом отверстии имеет множество шарикоподшипников, которые уменьшают трение и уменьшают люфт в шестерне. Блок разработан с зубьями шестерни снаружи, которая входит в зацепление с шестерней, которая перемещает руку сошки вперед и назад. Резьбовое отверстие является домом для резьбового стержня, который, в свою очередь, соединен с рулевым колесом и поворачивается им. Эта резьбовая шпилька устроена таким образом (она закреплена), что она вращается при движении руля. Это, в свою очередь, приводит в движение шестерню, которая приводит в движение колеса автомобиля.

    Редуктор рулевого управления поставляется с различными передаточными числами, которые определяют, сколько раз водитель поворачивает рулевое колесо, чтобы заставить повернуться передние колеса.Есть коробка с широким передаточным числом, где от водителя требуется повернуть руль на 4,5 оборота, прежде чем передние колеса повернутся от упора к упору. С другой стороны, рулевому механизму с близким передаточным отношением требуется всего 3 оборота рулевого колеса, чтобы довести его до упора. Очевидно, что при широком передаточном числе водителю приходится выполнять больше работы, чтобы заставить колеса вращаться, в то время как вариант с близким передаточным числом упрощает маневрирование автомобиля.

    Кольцо, создающее сопротивление рулевого редуктора, также может быть изменено в соответствии с вашими потребностями, если это сделает правильный механик.Когда противодействие настроено неправильно, вы получаете неправильную обратную связь от рулевого управления, что отрицательно сказывается на ощущениях от вождения.

    Итак, как работает коробка передач с гидроусилителем руля? В этом типе рулевого механизма гидравлика поддерживает движение рулевого колеса, оказывая давление на систему рулевого управления. Гидравлический насос, прикрепленный к двигателю, создает давление жидкости, которое высвобождается, когда водитель поворачивает рулевое колесо, тем самым уменьшая усилие на рулевом колесе.

     Преимущества и недостатки коробки рулевого управления

    Системы рулевого управления довольно старые, и, как и все старые вещи, более новый аналог практически убрал их. Тот факт, что они все еще используются, указывает на некоторые преимущества, которые они предлагают производителям автомобилей. С другой стороны, они не были бы менее популярны сейчас, если бы не имели некоторых недостатков.

     Итак, давайте посмотрим на преимущества и недостатки рулевого механизма.

    Преимущества

    Вы можете легко изменить величину хода рулевого управления в соответствии с вашими потребностями, изменив длину рычага сошки.Коробка рулевого управления имеет большое механическое преимущество, поэтому она лучше всего подходит для больших транспортных средств. Он также относительно стабилен и кажется более прочным, учитывая его прочную конструкцию. Это также относительно легко настроить, чтобы устранить любой люфт. Коробка передач с рулевым управлением отлично подходит для легкого вождения, когда повороты практически не нужны, например, при движении по автостраде. Он устанавливается в тех местах автомобиля, где меньше вероятность его повреждения. В некоторых сценариях у автомобиля все еще будет какое-то рулевое управление, несмотря на повреждение тяг.

    Недостатки

    Система рулевого механизма состоит из нескольких движущихся частей, поэтому существует повышенный риск трения из-за большого количества точек износа. Это большое количество компонентов является причиной большинства проблем с рулевым механизмом, поскольку оно также делает систему рулевого управления относительно тяжелой и менее эффективной. Из-за высокого передаточного отношения рулевого механизма требуется большое усилие рулевого управления, о чем свидетельствует шум рулевого управления при повороте.Другая проблема заключается в том, что цена на рулевой редуктор находится на высокой стороне.

    Рейка и шестерня

    В большинстве современных автомобилей используется система реечной передачи. Некоторые примеры реечной передачи включают автомобили, автобусы, внедорожники и грузовики. Как следует из названия, он состоит из шестерни и рейки. Реечная система просто преобразует вращательное движение в прямолинейное движение. Вероятно, это объясняет, почему с годами он становится все более популярным в автомобильной промышленности.

    Данная система рулевого управления популярна благодаря своему удобству, что позволяет использовать ее на переднеприводных автомобилях с независимой подвеской рулевого колеса.Конструкция реечной передачи невероятно проста, так как это, по сути, шестерня, прикрепленная к стержню (зубчатому), который соединен с группой стяжек. Системы с реечной передачей могут быть как ручными, так и с регулируемой мощностью, но большинство из них с усилителем.

    В варианте с ручным управлением на конце вала рулевого механизма установлена ​​шестерня, которая соединена с длинной рейкой, которая крепится к рулевым рычагам с помощью регулируемых тяг.

    Автомобили с рулевой рейкой и шестерней с гидроусилителем имеют другую конструкцию.Здесь две стальные трубы, установленные сбоку силовой рейки, предназначены для выполнения функций рулевого управления (поворот вправо и влево), а также служат напорной и обратной линиями.

    Как же тогда работают реечные системы? В ручной системе зубчатая рейка заключена в металлическую трубу, так что оба конца рейки выступают из трубы. Этот набор передач предназначен для двух целей. Он создан для преобразования вращательного движения рулевого колеса в прямое движение, которое поворачивает передние колеса.Он также предназначен для уменьшения усилия, необходимого для поворота колес. Он делает это, обеспечивая редуктор. Поскольку ведущая шестерня связана с рулевым валом, ведущая шестерня вращается и перемещает рейку при повороте рулевого колеса. Затем это движение передается на рулевые тяги, которые заставляют поворотные кулаки вращаться на своих шаровых шарнирах. В конечном счете, колеса транспортного средства перемещаются с одной стороны на другую в зависимости от направления, в котором управляется транспортное средство. Это для ручного варианта.

    В варианте с гидроусилителем руля система также поставляется с цилиндром, который удерживает поршень, соединенный с обеих сторон рейки с гидроусилителем. В этом случае рейка приводится в действие за счет воздействия жидкости рулевого управления высокого давления на поршень.

    Независимо от опции система рулевого управления с реечной передачей невероятно проста и высокоэффективна. Хотя система реечной передачи в основном используется в автомобильной промышленности, другие области применения реечной передачи включают ворота, железные дороги и лифты.

    Вот некоторые преимущества и недостатки реечной системы

    Преимущества и недостатки реечной передачи

    Рейка и шестерня довольно популярны, потому что вы можете найти их в большинстве современных автомобилей. Это в основном из-за преимуществ, которые он имеет по сравнению с системой коробки передач рулевого управления. Однако, как и все механические приспособления, он не лишен недостатков. В этом разделе статьи основное внимание уделяется преимуществам и недостаткам использования реечной системы рулевого управления в вашем автомобиле.

    Преимущества

    Система рулевого управления с реечной передачей имеет простую конструкцию, компактность и высокую эффективность трансмиссии. Поскольку он состоит из меньшего количества деталей, точек износа меньше, а значит, снижается риск трения. Подразумевается, что ремонт реек и шестерен будет происходить реже. Цена систем рулевого управления с реечной передачей низка, потому что они состоят из меньшего количества деталей, имеют низкие производственные затраты и относительно просты в производстве. Поскольку автомобиль легче из-за реечной системы рулевого управления, расход топлива увеличивается.

    Системы рулевого управления с реечной передачей обеспечивают более низкое передаточное число рулевого управления и больший контроль над транспортным средством, поскольку для управления транспортным средством требуется меньше усилий. Кроме того, прямое движение внутренней поперечной рулевой тяги также отлично подходит для геометрии.

    Недостатки

    Одним из недостатков системы рулевого управления с реечной передачей является меньший ход, поскольку количество зубьев, которые можно врезать в рейку, ограничено. Другое дело, что может быть немного сложно установить эту систему рулевого управления на любой из старых автомобилей.Если эта задача не обрабатывается должным образом, вы рискуете получить плохую обработку.

    Коробка рулевого управления

    и зубчатая рейка Отличия

    Редуктор рулевого управления раньше был предпочтительной автомобильной системой рулевого управления до того, как реечная система затмила всех в 1980-х годах. Несмотря на то, что все еще существуют некоторые системы рулевого управления, почти каждый автомобиль, который вы видите в наши дни, оснащен реечной системой. И это в основном из-за различий в обеих системах рулевого управления.Как и в случае с большинством продуктов, новые реечные системы представляют собой значительное усовершенствование старой коробки рулевого управления. Сравнение рулевого редуктора с реечным механизмом аналогично сравнению реечного механизма и рециркуляционного шара, потому что система рециркуляционного шара по сути представляет собой рулевой редуктор. Тем не менее, давайте посмотрим на точки различия между коробкой рулевого управления и реечной системой.

    Во-первых, в системе рулевого управления используется гораздо больше деталей рулевого управления, чем в реечной системе рулевого управления (центральные тяги, промежуточные рычаги, втулки рулевой тяги и рычаги сошки, среди прочего).Хотя это делает коробку рулевого управления намного прочнее, чем ее аналог, эти дополнительные детали делают ее довольно тяжелой. Кроме того, существует также повышенный риск трения из-за того, что так много компонентов соприкасаются друг с другом.

    Что еще? Коробка рулевого управления имеет другую связь, чем та, которая работает в реечной системе, поэтому они имеют разные операции. В рулевом редукторе рулевое колесо соединено с резьбовым болтом, который поворачивается при повороте рулевого колеса.Иначе обстоит дело с реечной системой, где поворот рулевого колеса приводит в движение шестерню, которая заставляет рейку двигаться слева направо.

    На этом различия не заканчиваются. Из-за относительно большого количества движущихся частей, задействованных в системе коробки передач рулевого управления, имеется больший рабочий объем и более высокое передаточное отношение рулевого управления. Это не относится к реечной системе, которая имеет улучшенное передаточное отношение и, следовательно, более отзывчива при управлении. Система реечного рулевого управления имеет более простую конструкцию, что делает ее более рентабельной для производителей автомобилей (все благодаря возможности автоматизации производства ее частей).Когда вы учитываете количество компонентов и размер системы реечной передачи, легко понять, почему все больше производителей автомобилей выбирают систему реечной передачи, особенно когда ее гораздо проще построить для удовлетворения конкретных потребностей автомобиля.

    Система рулевого управления с реечной передачей произвела революцию в системе рулевого управления, поскольку она изменила способы создания автомобилей. Производители автомобилей теперь могут производить более экономичные автомобили, которыми легче управлять. Это невозможно осуществить с помощью системы рулевого управления с коробкой передач.

    Часто задаваемые вопросы (FAQ)

    Какая система рулевого управления наиболее распространена?

    Наиболее распространенной системой рулевого управления является реечная система. Это простая система, в которой зубчатая рейка заключена в металлическую трубу. Каждый конец стойки торчит из трубы и соединяется с тягой. Шестерня также соединена с рулевым валом, поэтому при повороте руля шестерня крутится, а рейка перемещается. Это движение передается на рулевые тяги, которые заставляют поворотные кулаки вращаться на своих шаровых шарнирах.Таким образом, колеса автомобиля движутся в соответствии с направлением движения автомобиля. Реечная система обычно используется на легковых автомобилях, небольших грузовиках и внедорожниках.

    Коробка рулевого управления такая же, как реечная передача?

    Нет. Они разные. У них разная конструкция и, соответственно, разные операции. Системы рулевого управления имеют больше компонентов, они тяжелее и, как правило, менее просты в обращении, чем системы с реечной передачей. Реечная система имеет простую конструкцию и более компактна.

    Какие существуют два типа рулевых тяг?

    Два основных типа коробок рулевого управления включают:

    Червяк и сектор: Этот рулевой механизм состоит из вала рулевого колеса с винтом (так называемым «червяком»). Он также поставляется с секционной передачей, которая перемещается вверх и вниз при повороте рулевого колеса. Когда шестерня секции движется, она активирует шатун, который вращает колеса.

    Червяк и ролик: В этом рулевом механизме ролик (который заменяет шестерню секции) соединен с поперечным валом.Поэтому, когда руль поворачивается, червячный винт вращается и заставляет вращаться ролик. Следовательно, поперечный вал скручивается и перемещает шатун, что приводит к изменению направления колес.

    Могу ли я ездить с неисправной стойкой и шестерней?

    Не рекомендуется управлять автомобилем с неисправной зубчатой ​​рейкой. Это связано с тем, что неисправная рейка и шестерня не позволят вам получить необходимый уровень контроля, необходимый для безопасного вождения автомобиля. Свободного хода будет так много, что управлять автомобилем по прямой будет сложно, что может быть опасно для вас и других участников дорожного движения.

    Почему рулевое управление с реечной передачей лучше, чем с рециркуляцией шариков?

    Система рулевого управления с реечной передачей более проста, чем система рулевого управления с рециркуляцией шариков, которая состоит из большего количества деталей. Таким образом, снижается трение о рейку и шестерню, а рулевое управление кажется более отзывчивым и компактным, поэтому вы получаете больше удовольствия от вождения. Реечная система также легче и эффективнее, чем система рециркуляции шариков. Поскольку в системе реечной передачи используется меньше деталей и, следовательно, она относительно легкая, ее намного легче устанавливать в транспортных средствах.

    Заключительные слова

     Дочитав до этого места в этой статье о рулевом редукторе и реечном механизме, вы должны лучше понять, как работают обе системы рулевого управления. Многие люди, которые собираются приобрести машину (черт возьми, даже те, у кого она есть в настоящее время), часто беспокоятся о таких вещах, как тип трансмиссии, экономия топлива, пробег, эстетика и так далее. Большинство людей меньше заботятся о системе рулевого управления автомобиля, потому что они не в полной мере осознают ее важность для их безопасности и удовольствия от вождения.

    Надеюсь, после прочтения этой статьи вы сможете принимать взвешенные решения. Ваша система рулевого управления является неотъемлемой частью вашего автомобиля, и к ней следует относиться серьезно. Проведите осмотр, чтобы узнать, что находится под капотом и как извлечь из этого максимальную пользу.

    Рулевой механизм

    Реечное рулевое управление
    1 рулевое колесо
    2 рулевая колонка
    3 шестерня и рейка
    4 рулевые тяги
    5 колесные балки Винт-ролик рулевой
    Червяк (винт)
    Ролик (ролик)
    Сошка (рулевой рычаг) Реклама управления шпинделем Росса, 1919 г. Рулевое управление с рециркуляцией шаров, 1960-е гг.

    Рулевой механизм является частью системы рулевого управления автомобиля и преобразует поворотное движение рулевого колеса в скользящее движение рулевых тяг.При реечном рулевом управлении рулевые тяги перемещаются поперечно смещенной рейкой, при рулевых механизмах с шатуном — поворотным шатуном. [1]

    история

    Первый рулевой механизм пришел от Carl Benz: рукоятка передала движения рулевого управления на переднюю вилку через рулевую колонку (вал), шестерню и две рейки. [2] Винтовое рулевое управление было разработано Daimler для стандартного 3-тонного грузовика. [3]
    В последующие годы были разработаны червячные и винтовые передачи, [4] [5] , так что в 1920-х годах было сделано различие между рулевыми механизмами по этим двум типам. [6] В 1930-х годах в Германии появилось реечное рулевое управление, особенно для автомобилей с передним приводом, среди прочих DKW master class и Eagle Trump. Разработка системы рулевого управления с рециркуляцией шариков (винтовая система рулевого управления с трением качения), начатая в General Motors в 1940 году, была передана ZF в 1953 году и установлена, например, в автомобилях Mercedes-Benz. [2] [3] Сегодня реечное рулевое управление используется в автомобилях, а система рулевого управления с рециркуляцией шариков — в грузовых автомобилях, обычно с сервоприводом. [7]

    Классификация

    Реечный рулевой механизм

    Реечный рулевой механизм содержит реечный механизм. Шестерня, вращаемая рулевым колесом, перемещает рейку, а это и рулевые тяги. Рейка прижимается к шестерне с помощью подпружиненного нажимного элемента, чтобы избежать люфта. Реечный рулевой механизм состоит из нескольких частей (между рейкой и рулевыми тягами нет промежуточных частей), поэтому он дешев в производстве и прост в сборке.Сегодня он используется почти исключительно в легковых автомобилях и часто имеет гидравлический или электрический привод из-за большого усилия на рулевом колесе современных автомобилей и в целом повышенных требований к эксплуатации. [8th] Различают реечное рулевое управление с центральным отводом — обе рулевые тяги сходятся в середине автомобиля и крепятся рядом друг с другом на конце рейки — и с боковым отводом, что тяга шарнирно прикреплена к каждому концу стойки [9] .Центральная отводка характерна для высоко (на переборке) установленного реечного рулевого управления на рессорных или амортизирующих передних мостах и ​​подвесок на маятниках, боковая отводка встречается на двухрычажных мостах, а также на опорных мостах, тогда рулевое управление устанавливается далеко внизу, примерно на высоте поперечных рычагов. Из-за компоновки максимально длинных рулевых тяг или одинаковой длины рулевой тяги и руля схождение при сжатии изменяется незначительно.

    Червячное рулевое управление

    Червячное рулевое управление работает с червячной передачей.С рулевым колесом вращается червяк, который поворачивает сведенное в один сектор червячное колесо с рычагом рулевой колонки и сдвигает рулевые тяги, закрепленные на рычаге рулевой колонки. Были разные конструкции червячного руля, более компактные или с уменьшенным трением:

    • С пальцем или рулевым управлением Росса червячная передача выполнена в виде коронной шестерни. Зубчатым зацеплением служат один или два рулевых пальца круглого сечения. [10] Они стоят параллельно валу сошки и зацепляют червяк сбоку.При заданном передаточном числе расстояние между рулевым валом и сошником становится меньше. Дэвид Э. Росс получил патент на эту конструкцию в 1925 году. колеса крутятся). Рулевые пальцы могут быть установлены стационарно, но также могут быть установлены с возможностью вращения вокруг своей оси, чтобы уменьшить рулевое усилие из-за более низкого сопротивления трения качения при контакте с червяком.В 1927 году рулевое управление Росса было впервые установлено на грузовые автомобили, [3] ZF Friedrichshafen получила патенты Германии и производила рулевое управление Росса с 1932 по 1970-е годы по лицензии. [12] Морис и Жорж Сизер получили патент в 1914 г. на аналогичную конструкцию с червяком и шарикоподшипником рулевого пальца [13] .
    • Ролик или рулевое управление Gemmer (в честь производителя Gemmer Manufacturing Co. в Детройте) представляет собой конструкцию, разработанную Генри Марлесом.В 1920 году Марлес подал заявку на патент, который он получил в 1926 году. Червячное колесо здесь выполнено в виде ролика с двумя или тремя окружными зубьями, который насаживается на вал сошки. Ось катка параллельна червячному валу при прямолинейном положении руля. [15] Червячный вал выполнен в виде глобоидного червяка, то есть его диаметр увеличивается к концам, чтобы он мог входить в зацепление с роликом по всему углу поворота рулевого колеса.ZF Friedrichshafen приобрела патенты Германии в 1953 году и произвела рулевое управление Gemmer по лицензии.
    • Рулевое управление Бишопа похоже на рулевое управление Росса. Здесь неподвижный палец несет роликовый подшипник, а это означает, что канавка червячного вала должна быть шире. [16] Соответствующий патент был выдан британскому инженеру Реджинальду Бишопу в 1928 году. (гайка рулевая ).Гайка либо выполнена в виде рейки снаружи, входящей в зацепление с соответствующей шестерней, закрепленной на шатуне, либо соединена через палец с рычагом на валу шатуна. Рулевые тяги перенесены с сошки. Часто в этом рулевом механизме отсутствует возможность регулировки, а трение велико. [3] Регулируемое рулевое управление шпинделя использовалось в VW Beetle до 1961 года. Полусферическая гайка шпинделя сидела в соответствующем гнезде на валу сошки и прижималась к резьбовому шпинделю сверху.

      Рулевое управление с рециркуляционным шариком

      Рулевое управление с рециркуляционным шариком или шариковой гайкой представляет собой особо плавное рулевое управление с винтовым шпинделем. Он содержит шарики, вращающиеся на пути резьбы между винтом шпинделя и гайкой (шарико-винтовая передача). [18] [19] Сопротивление качению катящихся шариков намного ниже, чем трение скольжения в резьбе косозубого колеса. Система рулевого управления с рециркуляцией шариков раньше была широко распространена в автомобилях среднего и представительского класса (например, в Mercedes-Benz 124 серии), но теперь она используется с гидроусилителем («гидравлическое рулевое управление») почти только в коммерческих автомобилях. . [8]

      литература

      • Олаф фон Ферзен (ред.): Век автомобильных технологий. Легковые автомобили. VDI Verlag 1986, ISBN 3-18-400620-4 .
      • Олаф фон Ферзен (редактор): Век автомобильных технологий — коммерческие автомобили. VDI-Verlag, Дюссельдорф, 1987 г., ISBN 3-18-400656-5 .
      • Rolf Gscheidle: Экспертиза в области автомобильных технологий. 30-е издание, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2013, ISBN 978-3-8085-2240-0 .
      • Jörnsen Reimpell: (Ed.): Технология шасси: системы рулевого управления и вспомогательные системы рулевого управления с усилителем. Vogel Buchverlag Würzburg, 1-е издание, 1992 г., ISBN 3-8023-0431-4 .
      • Питер А. Веллер: Экспертиза в области автомобильных технологий. 2-е издание, Голландия + Josenhans Verlag, Штутгарт, 1982, ISBN 3-7782-3520-6 .

      Веб-ссылки

      Личные доказательства

      1. ↑ Jörnsen Reimpell: (Ed.): Fahrwerktechnik. С. A b Rolf Gscheidle: Опыт в автомобильной технике., P. 481.
      2. ↑ Карл-Людвиг Хакен; Основы автомобилестроения; ISBN 9783446228122 стр. 101
      3. ↑ Изображение рулевого управления Ross: [1]
      4. ↑ Патент США 1567997
      5. ↑ zf.com От мышечной силы к автономности. (по состоянию на 14 июня 2016 г.)
      6. ↑ https://patentimages.storage.googleapis.com/pages/US1120096-0.png
      7. ↑ Патент США 1584629
      8. ↑ Изображения систем рулевого управления Gemmer: [2] , [3]
      9. ↑ Патент США 1673488
      10. ↑ Bishop Cam Steering Box — GB 223963, [4]
      11. ↑ Технология шарико-винтовых передач, [5]
      12. ↑ Изображения системы рулевого управления с рециркуляцией шариков [6] , [7]

      Рулевой механизм — Знание моря


      Назначение рулевого механизма

      Рулевой привод обеспечивает движение руля в ответ на сигнал с мостика для управления судном.

      Несчастные случаи из-за выхода из строя рулевого механизма — обычное дело в морской отрасли. Такие инциденты уже приводили к серьезным авариям в прошлом, нанося серьезный ущерб кораблю, его команде и окружающей среде.

      Обзор рулевого механизма

      Направление движения корабля по воде регулируется изменением угла наклона руля, расположенного в корме корабля.

      По мере увеличения валовой вместимости корабля требуется все больше и больше усилий для перемещения руля на требуемый угол.

      На большом корабле мощность, необходимая для позиционирования руля, обеспечивается электрогидравлическим рулевым механизмом, состоящим из силовых агрегатов, гидроцилиндров и гидроцилиндров.

      Электрогидравлический рулевой привод реагирует на команды руля, передаваемые электрически от штурвала на мостике корабля к рулевому приводу, расположенному непосредственно над рулем в корме.

      Рулевое управление (телемоторный передатчик) на ходовом мостике посылает электрические сигналы на телемоторный приемник, расположенный в рубке корабля.

      В отделении рулевого управления этот телемоторный приемник посылает электрический сигнал на электромагнитные клапаны управления направлением движения.

      Эти электромагнитные клапаны регулируют поток масла между:
      ⦁ Гидравлическим насосом
      ⦁ Гидравлическими цилиндрами
      Имеются 2 основных гидравлических насоса, которые приводят в действие гидроцилиндры. Обычно в море используется один насос, а другой находится в резерве. Их также можно использовать вместе, когда требуется более быстрое реагирование, при лоцманской проводке и в прибрежных водах.

      Гидравлические домкраты соединены с румпелем, который, в свою очередь, соединен с баллером руля.

      Румпель преобразует возвратно-поступательное движение гидроцилиндров во вращательное движение баллера руля, который, в свою очередь, приводит в движение руль направления.

      Правило СОЛАС для рулевого механизма
      1. Главный и вспомогательный рулевой механизм (гидравлический)

      ⦁ Каждое судно должно быть оборудовано эффективным главным рулевым приводом и, в соответствии с подправилом (7), эффективным вспомогательным рулевым приводом. Главный рулевой привод и вспомогательный рулевой привод должны быть устроены так, чтобы выход из строя одного из них не приводил к выходу из строя другого.

      Балка руля и компоненты

      2.
      (a) Компоненты рулевого привода и баллер руля должны быть прочной и надежной конструкции. В частности, отдельные основные компоненты, такие как румпели и охотничье снаряжение, должны быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы выдерживать с достаточным запасом прочности максимальные рабочие нагрузки, которым они могут подвергаться. Любые подшипники для таких важных компонентов должны быть подходящего типа, которые должны быть постоянно смазаны или снабжены смазочными фитингами.
      b) Расчетное давление для компонентов рулевого механизма и трубопроводов, подверженных внутреннему гидравлическому давлению, должно как минимум в 1,25 раза превышать максимальное рабочее давление, ожидаемое при работе рулевого механизма, с учетом пульсирующего давления из-за динамических нагрузок. конструкция трубопроводов и компонентов, если сертифицирующий орган сочтет это целесообразным.
      c) Предохранительные клапаны должны быть установлены на любой части гидравлической системы, которая может быть изолирована и в которой может создаваться давление от силовой установки или внешних сил.Давление, при котором срабатывают предохранительные клапаны, не должно превышать расчетного давления. Клапаны должны быть соответствующего размера, чтобы избежать чрезмерного повышения давления выше расчетного.

      Рулевые механизмы, кроме гидравлических

      3. Рулевые приводы, отличные от гидравлических, должны соответствовать стандартам, эквивалентным тем, которые требуются в соответствии с настоящими Правилами.
      Возможности основного рулевого механизма и баллера руля

      4. Главный рулевой привод и баллер руля-

      а) иметь достаточную прочность и достаточную для управления судном при максимальной скорости движения вперед; и, при тех же условиях, от 35 градусов в одну сторону до 30 градусов в другую сторону не более 28 секунд.
      c) приводиться в действие от электродвигателя, если это необходимо для выполнения требований пункта (b) и в любом случае, когда требуется, чтобы диаметр баллера руля в районе румпеля был больше 120 миллиметров без учета дополнительного усиления для плавания во льдах, и
      d) быть сконструированы таким образом, чтобы они не были повреждены при максимальной скорости движения задним ходом.

      Возможности вспомогательного рулевого механизма

      5. Вспомогательный рулевой привод должен:
      а) иметь достаточную прочность и быстро приводиться в действие в аварийной ситуации; в сторону не более чем за 60 секунд при наибольшей морской осадке судна и движении вперед со скоростью, равной половине максимальной рабочей скорости впереди или со скоростью 07 узлов, в зависимости от того, что больше, и
      c) Приводиться в действие с помощью мощности, если это необходимо для выполнения требований пункта (b) и в любом случае, когда диаметр баллера руля в районе румпеля должен быть больше 230 мм без учета дополнительного усиления для плавания во льдах.

      6. Силовые агрегаты рулевого механизма

      a) Силовые агрегаты главного и вспомогательного рулевого привода должны-
      ⦁ быть приспособлены для автоматического повторного запуска при восстановлении питания после сбоя питания
      (b) иметь возможность приводить в действие с места на ходовом мостике, и
      (c) иметь на ходовом мостике звуковую и световую сигнализацию, которая сработает в случае отключения питания любого силового агрегата рулевого привода.

      7. Вспомогательный рулевой механизм можно не устанавливать, если

      а) Вспомогательный рулевой привод не требуется, если:
      б) Два или более идентичных силовых агрегата рулевого привода, которые при одновременной работе способны управлять рулем направления в соответствии с требованиями подправила (4)(В) и
      c) Главный рулевой привод устроен таким образом, что после единичного отказа в его трубопроводных узлах дефект может быть изолирован, чтобы можно было сохранить или быстро восстановить работоспособность рулевого привода.Рулевое устройство с доказанной надежностью, не соответствующее настоящему пункту, может быть разрешено сертифицирующим органом на судах, заложенных до 1 сентября 1986 года.

      Управление рулевым механизмом на ходовом мостике

      8.
      а) Управление главным рулевым приводом должно быть предусмотрено на ходовом мостике и в рулевом отделении. Для рулевого привода, устроенного в соответствии с подправилом (7)

      , должны быть предусмотрены две независимые системы управления, управляемые с ходового мостика.

      Одиночная гидравлическая телемоторная система управления может быть разрешена сертифицирующим органом на любом судне, кроме танкера, танкера-химовоза или газовоза водоизмещением 10 000 тонн или более.Рулевое колесо, или рулевое колесо, или рулевой рычаг дублировать не нужно.
      б) Управление вспомогательным рулевым приводом должно быть предусмотрено из рубки рулевого привода, а в случае привода вспомогательного рулевого привода — с ходового мостика. Любая система управления вспомогательным рулевым приводом, предусмотренная на ходовом мостике, должна быть независимой от системы управления основным рулевым приводом.

      Электрические требования

      9. Каждая система управления главным и вспомогательным рулевым приводом должна-
      а) Если электрическая, обслуживаться собственной отдельной цепью, питаемой от силовой цепи рулевого привода из точки в отсеке рулевого привода или непосредственно от сборных шин распределительного щита, питающих этот рулевой привод. цепь питания в точке на распределительном щите рядом с цепью питания рулевого привода.
      b) иметь в рулевом отделении средства для отключения системы управления от обслуживаемого ею рулевого привода,
      c) иметь возможность приведения в действие с места на ходовом мостике,
      d) быть снабженным звуковым сигналом и световую сигнализацию на ходовом мостике, которая сработает в случае нарушения подачи электроэнергии к системе управления и
      д) Обеспечить только защиту от короткого замыкания цепей электроснабжения.

      Электрические силовые цепи

      10.
      Цепи электропитания и система управления рулевым механизмом с соответствующими компонентами, кабелями и трубопроводами, требуемыми настоящими правилами и правилами 26, должны быть, насколько это практически возможно, разделены по всей их длине.

      Средства связи

      11.
      Должны быть предусмотрены средства связи между ходовым мостиком и рубкой рулевого управления.

      Угловое положение руля направления

      12. Угловое положение руля должно указываться в рулевом отделении, а при наличии главного рулевого привода на рулевом посту на ходовом мостике.Система индикации угла поворота руля должна быть независимой от какой-либо системы управления рулевым приводом.

      Гидравлическая система

      13. Рулевой механизм с гидравлическим приводом должен быть снабжен-
      а) Устройствами для поддержания чистоты гидравлической жидкости с учетом типа и конструкции гидравлической системы.
      b) Сигнализатор низкого уровня для каждого резервуара гидравлической жидкости, предназначенный для подачи звуковой и визуальной сигнализации на ходовом мостике и в машинном отделении в случае утечки гидравлической жидкости, и
      c) Стационарный накопительный бак достаточной емкости для перезарядите по меньшей мере одну систему силового привода, включая резервуар, где требуется, чтобы главный рулевой привод приводился в действие силой.Резервуар для хранения должен быть снабжен указателем вместимости и должен быть постоянно подключен к трубопроводу таким образом, чтобы гидравлические системы можно было легко перезарядить, находясь в отделении рулевого привода.

      Доступ в отсек рулевого механизма

      14.
      Отсек рулевого управления должен быть легкодоступным и, насколько это практически возможно, отделенным от машинных помещений. Предусмотреть поручни и решетки или другие нескользящие поверхности для обеспечения надлежащих условий работы на механизмах рулевого управления и органах управления в случае утечки гидравлической жидкости.

      Инструкции по эксплуатации и блок-схема

      15.
      Простая инструкция по эксплуатации с блок-схемой, показывающая порядок переключения систем дистанционного управления рулевым приводом и силовых агрегатов рулевого привода, должна, где это применимо, постоянно висеть на ходовом мостике и в рулевом отделении.

      Аварийный источник питания

      16.
      На каждом судне, где требуется диаметр баллера руля 230 мм и более, без учета усиления для плавания во льдах, должен быть предусмотрен альтернативный источник питания.Альтернативное питание должно обеспечиваться автоматически в течение 45 секунд либо от аварийного источника электроэнергии, либо от автономного источника энергии, расположенного в рулевом отделении. Автономный источник энергии должен использоваться только для этой цели.

      Альтернативный источник питания должен быть, по крайней мере, достаточным для обеспечения питания рулевого привода в соответствии с эксплуатационными требованиями подправила (5)(b), а также для связанной с ним системы управления и указателя угла поворота руля.Альтернативный источник питания должен иметь мощность, достаточную не менее 30 минут непрерывной работы на каждом судне водоизмещением 10 000 тонн или не менее 10 минут непрерывной работы на любом другом судне.

      Требование к большим судам

      17.
      а) На каждом танкере водоизмещением 10 000 тонн и более и на каждом другом судне водоизмещением 70 000 тонн и более главный рулевой привод должен иметь два или более идентичных силовых агрегата, отвечающих требованиям подправила (7) (а)

      Одиночный отказ Требования

      1. Главный рулевой привод на каждом танкере водоизмещением 10 000 тонн и более должен, при условии соблюдения требований положений (19) и (20), быть устроен таким образом, чтобы в случае потери управляемости из-за единичного отказа какой-либо части одной из силовых исполнительных систем, за исключением выхода из строя рулевого привода, рулевое управление должно быть восстановлено не более чем через 45 с после выхода из строя одной силовой исполнительной системы.Главный рулевой привод должен состоять из: (a) 2 независимых и отдельных систем силового привода, каждая из которых способна удовлетворять требованиям подправила (4)(b), или (b) по крайней мере 2 отдельных систем силового привода, которые должны быть способны отвечающие требованиям подправила (4)(b) при одновременном действии в нормальном режиме. При необходимости для выполнения этого требования должна быть предусмотрена взаимосвязь гидросиловых исполнительных систем. Должна быть предусмотрена возможность обнаружения утечки гидравлической жидкости из одной системы и автоматической изоляции неисправной системы, чтобы другая исполнительная система или системы оставались полностью работоспособными.

      Смягчение критериев единичного отказа

      19. На любом танкере водоизмещением 10 000 тонн или более, но дедвейтом менее 100 000 тонн главный рулевой привод может быть сконструирован таким образом, что критерий единичного отказа, требуемый подправилом (18), не применяется к приводу или приводам руля. при условии, что-
      (a) Рулевое управление должно быть восстановлено в течение 45 секунд после единичного отказа любой части трубопроводной системы или одного из силовых агрегатов и
      (b) конструкция, конструкция и испытания привода руля находятся в стадии разработки. соответствии с требованиями графика 2, если предусмотрен только один исполнительный механизм.

      Режимы работы
      Маневрирование

      При подходе или отходе от причала, плавании в стесненных водах включаются оба силовых агрегата рулевого привода.

      Нормальная эксплуатация
      Когда судно находится в движении, один энергоблок работает, а другой находится в резерве.

      Блоки питания меняются через каждые 24 часа работы.

      Одиночный отказ

      Два главных силовых агрегата и силовой сервопривод питаются от двухсекционного бака, оборудованного датчиками уровня масла, расположенными на трех уровнях.

      L1 выдает первоначальный сигнал тревоги после потери масла в любой из систем.
      При нормальной работе один или оба силовых агрегата подают гидравлическую энергию на все четыре гидроцилиндра.

      Продолжающаяся потеря масла приводит к срабатыванию одного или обоих переключателей L2.

      Они подают питание на соответствующие сервоклапаны с электромагнитным управлением, заставляя работать комбинированные запорный и перепускной клапаны, разделяя систему таким образом, что каждый блок питания питает только два плунжера.

      При этом, если один энергоблок остановлен, он автоматически запускается, если находится в режиме ожидания.
      Дальнейшая потеря масла, и система, в которой это происходит, сработает одним из переключателей L3.

      Это закроет блоки питания на неисправной стороне. Затем рулевое управление продолжается непрерывно, но с половинным максимальным крутящим моментом, рассчитанным на звуковую систему.
      Неисправная система выведена из строя и изолирована.

      .

    Автор: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.