Деталі рульової колонки: підшипник, хрестовина, нижній кожух, вал, шестерня і демпфер

Рульове управління містить в собі систему, яка регулює напрямок руху автомобіля за допомогою рульового колеса. Ця конструкція складається з механізмів, що перетворюють положення бублика (кут повороту) у встановлений водієм положення провідних коліс.

Будова рульової колонки

Деталі рульової колонки розміщені під кожухом і служать з’єднанням всього механізму і колеса. Колонка прикріплена безпосередньо до карданного валу за допомогою карданної передачі (хрестовини). Хрестовина так само служить для скріплення карданного валу з датчиком крутного моменту на кермовому колесі.

Пильник рульової колонки захищає деталі від попадання пилу і сміття.

Головні деталі рульової колонки — це основний вал з хрестовиною і підшипником попереду і кульковим підшипником ззаду, заховані під кожух. Він передає обертання керма до поворотного пристрою. Це гарантує забезпечення спрямування і ступеня повороту коліс.

В системі можуть бути присутніми додаткові деталі рульової колонки — покажчики поворотів, важелі включення / вимикання світлових приладів, рукоятка координування двірників і омивача лобового і заднього скла, розташованих на зовнішній частині кожуха.

Крім цього, мотори деяких машин оснащені даними колонками, з енергопоглинаючим механізмом, розташованим під кожухом. У разі фронтального зіткнення машини з іншою машиною або іншою перешкодою, воно дозволяє колонці складатися. Внаслідок чого, незважаючи на порушення структури кожуха, сильно зменшується ймовірність отримання водієм серйозних травм.

Повноцінне виконання енергопоглинаючих дій орієнтоване на використання в ній максимально затягнутих штатних кріпильних елементів.

Крім усього, замки запалювання, встановлені на зовнішній правій стороні нижнього кожуха обертає колонки, забезпечені пристроєм проти механізмом, який перешкоджає запуску запалювання. Також дана система забороняє роботі мотора і обертанню основного вала разом з хрестовиною і підшипником, що знаходиться під кожухом.

Так само, в колонці на нижньому кожусі вбудовано спеціалізований пристрій, що регулює кут її нахилу. Зміна нахилу робиться за допомогою блокуючого важеля. Опущений важіль дозволяє вибрати положення, а фіксація до нижнього кожуха проводиться підняттям рукоятки вгору. Існує і автомат настройка позиції рульової колонки, яка працює від вмикача і пристрої, що запам’ятовує положення.

керуючий редуктор

Головне пристрій або конічний редуктор — це пристрій, виконаний з чавуну або сталі, що працює за допомогою зубчастих коліс, хрестовин, підшипників, вала і інших деталей. Він виробляє такі функції:

  • Підвищення доданого до керма зусилля;
  • Подача зусилля від бублика до основного приводу;
  • Збільшення сили, яку водій докладає до керма, полегшення поворотів і регулювання рульового колеса;
  • Мимовільне реверсування рульового колеса по закінченню зусиль в нейтральне положення.

Види керуючих редукторів

  1. Черв’ячний — найперший вид рульового редуктора, що складається з картера, в який вправлений черв’як — спеціальний гвинт. Він безпосередньо прикріплений до рульового валу за допомогою хрестовини і підшипника. Крім черв’яка, в пристрої є ще 1 вал з роликом-сектором, в який в свою чергу приєднується спеціальна сошка. Шляхом шарнірного регулювання сошка зв’язується з конструкцією тяг (для кожного колеса передбачено 5 тяг). Прокрутка керма запускає кручення черв’яка і ролика-сектора. В результаті функціонування всієї конструкції черв’ячного механізму за допомогою тяг змінюється напрямок ходу керованих коліс, і авто робить поворот. Однак, як і у інших конструкцій в моторі, у черв’ячного механізму є свої мінуси:

  • помітна втрата енергії через значне тертя хрестовини, підшипників та інших деталей механізму;
  • відсутність міцного контакту коліс і керма;
  • для зміни напрямку руху, необхідно зробити кілька оборотів керма, що дуже не практично і, до того ж, не збігається зі світовими стандартами водіння.
  1. Рейковий — самий вживається вид рульового управління, включає в себе шестерню і рульову рейку. Перевага даного механізму укладено в простоті. Ця проста конструкція застосовується в збірці близько 90% моторів авто. За опору рульової рейки узятий такий елемент, як вал-рейка, де розміщені поперечні зубці. На основному валу крім хрестовини і підшипника розміщена шестерня, що чіпляється за зубці і переміщає рейку. За допомогою такої конструкції вийшло мінімізувати число шарнірних з’єднань і домогтися вагомою збереження енергії. На колеса розподіляється по 2 шарніра і по 1 тязі. Завдяки рульовій рейці з хрестовиною, шестернею і підшипник на кінці вдалося забезпечити майже прямий контакт керма і коліс, а, отже, полегшилось і управління машиною. Подібний рульовий механізм дозволяє змінювати напрямок ходу шляхом найменшого числа обертів керма. Ще одним важливим плюсом рейкового редуктора з’явилася величина і конфігурація. Маленький розмір і подовжена конфігурація картера сприяє можливості розміщення системи в будь-якій частині мотора. Залежно від моделі транспортного засобу, картер поміщають над або під мотором, спереду або ззаду мотора. Ця конструкція посприяла появі швидкісних авто зі стрімкою реакцією коліс при повороті керма.
  2. Гвинтовий редуктор (інакше званий «гвинт-кулькова гайка»). У цьому варіанті рульового механізму черв’яка змінив гвинт з кульковою гайкою. Шестерня в такій системі відсутній. Зовнішня частина гайки забезпечена зубцями, що контактують з тим же роликом-сектором. У даній системі кожному колесу відповідає за 3 тяги. З метою зменшення тертя було запропоновано встановити кулькові підшипники переможе ролика-сектора і гайки. Така ідея привела до помітного зниження тертя, підвищити віддачу і зробити управління легше. Але складна система тяг, великий розмір і не дуже зручна форма гвинтової конструкції спровокували визнання гвинтовий системи не адаптованою до нинішніх умов.

Незважаючи на це, в моторах деяких моделей машин (Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero і ін.) До цього дня використовується саме такий тип рульового редуктора.

Додатковим пристроєм в системі управління є демпфер. Енергопоглащающая демпфер за своїми функціями схожий на амортизатор. Він поглинає і згладжує удари, що надходять на рульове колесо, і утримує його в більш рівному становищі в момент наїзду на нерівність. У демпфера існує і другорядна функція — він повертає кермо в нейтральне положення.

Встановлюється демпфер не в моторі, а між рухомими тягами і нерухомими частинами кузова. Демпфер оснащений пружиною і, як амортизатор, буває одно- і двосторонньої дії. Наявність демпфера в системі управління необов’язково. Але часто застосовується в джипах, позашляховиках і важких автомобілях.

Мінусом в роботі демпфера є ускладнення процесу стрімкого зміни напрямку машини.

Для авто з масою до 3 тонн діє певний вид демпфера, з масою більше 3 тонн — інший. Перш ніж встановити демпфер, необхідно точно визначити місце, в якому він не буде обмежувати повноцінну працездатність інших механізмів.